Co je to mitochondrie ... Mitochondria: popis, struktura a funkce

Co je to mitochondrie? Pokud vám odpověď na tuto otázku způsobuje obtíže, náš článek je právě pro vás. Považujeme strukturální rysy těchto organel ve spojení s provedenými funkcemi.

Co jsou organely?

Ale nejprve si pamatujte, co jsou organely. Tzv. Permanentní buněčné struktury. Mitochondrie, ribosomy, plastidy, lysosomy ... Všechny jsou organelly. Podobně jako samotná klec má každá taková struktura obecný strukturální plán. Organely se skládají z povrchového aparátu a vnitřního obsahu - matrice. Každý z nich lze porovnat s orgány živých bytostí. Organelles mají také své vlastní vlastnosti, které určují jejich biologickou roli.

Klasifikace buněčných struktur

Organelles jsou seskupeny na základě struktury jejich povrchových přístrojů. Existují jedno-, dvou- a nemembránové permanentní buněčné struktury. První skupinou jsou lysosomy, komplex Golgi, endoplazmatické retikulum, peroxisomů a různých typů vakuolů. Jádro, mitochondrie a plastidy jsou dvoumembránové. A ribosomy, buňkové centrum a organely pohybu jsou zcela zbaveny povrchního aparátu.

Teorie symbiogeneze

Co je to mitochondrie? Pro evoluční teorii nejsou to jen buněčné struktury. Podle symbiotické teorie jsou mitochondrie a chloroplasty výsledkem metamorfózy prokaryot. Je možné, že mitochondrie pocházejí z aerobních bakterií a plazmidů z fotosyntézy. Důkazem této teorie je fakt, že tyto struktury mají svůj vlastní genetický aparát, reprezentovaný molekulou kruhové DNA, dvojitou membránou a ribosomem. Existuje také předpoklad, že živočišné eukaryotické buňky pocházejí později z mitochondrií a chloroplasty rostlin.

Umístění v buňkách

Mitochondria jsou součástí buněk převažující části rostlin, zvířat a hub. Chybí pouze v anaerobních jednobuněčných eukaryotách žijících v prostředí bez kyslíku.

Struktura a biologická role mitochondrií zůstala dlouho po dlouhou dobu tajemstvím. Poprvé s mikroskopem viděli Rudolf Kelliker v roce 1850. Ve svalových buňkách objevil vědec četné granule, které vypadaly ve světle dolů. Porozumění úloze těchto úžasných struktur bylo umožněno vynálezem profesora Britské univerzity v Pennsylvánii Brittonem Chansem. Navrhl zařízení, které umožnilo vidět přes organely. Byla tedy stanovena struktura a byla prokázána úloha mitochondrií při poskytování energie buňkám a organismu jako celku.

Tvar a velikost mitochondrií

Mitochondrie může být ve formě hole, vláken nebo kulatých těl. Jejich délka dosahuje od 0,5 do 10 mikronů. Množství dat organelů v buňce přímo závisí na intenzitě metabolických procesů, které se v něm vyskytují. Například v jednobuněčných parazitních flagelánech - trypanosomech - jediné velké mitochondrie se nachází v buňce. Zatímco v amébě mohou být až pět set tisíc těchto struktur.

Obecný plán budovy

Zvažme, jaké mitochondrie jsou z hlediska jejich strukturálních vlastností. Jedná se o dvojité membránové organely. Navíc vnější je hladká a vnitřní má výrůstky. Mitochondriální matrice je reprezentována různými enzymy, ribosomy, monomery organických látek, ionty a krusty prstencovitých Molekuly DNA. Taková kompozice umožňuje uskutečnit nejdůležitější chemické reakce: cyklus kyseliny trikarboxylové, močovinu, oxidační fosforylaci.

Kinetoplastová hodnota

Tato struktura je pozorována pouze u parazitárních jednobuněčných organismů - trypanosomů nebo leishmanií. Kinetoplast uvnitř jediných obřích mitochondrií. Je to dobře definovaná skupina DNA. Tato struktura je téměř vždy umístěna na bázi vlajky, což jí poskytuje energii nezbytnou pro pohyb ve viskózním médiu. Kinetoplast má formu mini a maxi kroužků. Vědci prokázali, že pokud parazit ztratí svou specifickou DNA, nemůže existovat v těle hmyzu. Faktem je, že v jeho kinetoplastu jsou kódovány informace o jednotce enzymu, což je nezbytné pro realizaci procesu fosforylace. Tyto organismy se však mohou vyvinout v tkáních obratlovců, kde během procesu glykolýzy dostávají energii.

Mitochondriální membrána

Mitochondriální membrány nemají stejnou strukturu. Uzavřená venkovní plocha je hladká. Je tvořena lipidovou dvojvrstvou s fragmenty proteinových molekul. Jeho celková tloušťka je 7 nm. Tato struktura provádí funkce oddělení od cytoplazmy, stejně jako vztah organelle k prostředí. Ta je možná kvůli přítomnosti porinového proteinu, který tvoří kanály. Molekuly se pohybují po nich prostřednictvím aktivní a pasivní dopravy.

Chemickým základem vnitřní membrány jsou bílkoviny. V organoidu vytváří četné záhyby - krystaly. Tyto struktury značně zvyšují aktivní povrch organel. Hlavním rysem struktury vnitřní membrány je úplná nepropustnost vůči protonům. Nevytváří kanály pro pronikání iontů zvenčí. V některých místech je vnější a vnitřní kontakt. Zde je speciální receptorový protein. To je druh dirigenta. S ním mitochondriální proteiny, které jsou zakódovány v jádru, pronikají do organel. Mezi membránami je prostor o tloušťce až 20 nm. Obsahuje různé typy bílkovin, které jsou základními složkami respiračního řetězce.

Mitochondriální funkce

Struktura mitochondrií je přímo propojena s prováděnými funkcemi. Hlavní je syntéza adenosintrifosfátu (ATP). Jedná se o makromolekula, která se stává hlavním nosičem energie v buňce. Skládá se z adeninu na bázi dusíku, ribózového monosacharidu a tří zbytků kyseliny fosforečné. Mezi posledními prvky je, že je obsaženo hlavní množství energie. Pokud se jeden z nich co nejvíce zlomí, může se stát až 60 kJ. Obecně platí, že prokaryotická buňka obsahuje 1 miliardu molekul ATP. Tyto struktury jsou neustále v provozu: existence každého z nich v nezměněné podobě netrvá déle než jedna minuta. ATP molekuly jsou neustále syntetizovány a děleny, poskytující tělu energii v okamžiku, kdy je potřeba.

Z tohoto důvodu se mitochondrie nazývají "energetické stanice". To je v nich, že oxidace organických látek se vyskytuje pod účinkem enzymů. Energie, která se vyrábí, ukládá a uchovává jako ATP. Například při oxidaci 1 g sacharidů vzniká 36 makromolekul této látky.

Struktura mitochondrie jim umožňuje vykonávat další funkci. Vzhledem k jejich poloautonomnosti jsou dalším nositelem dědičných informací. Vědci zjistili, že DNA samotných organelů nemůže fungovat nezávisle. Faktem je, že neobsahují všechny proteiny potřebné pro jejich práci, a proto si je půjčují z dědičných materiálů jaderného aparátu.

Takže v našem článku jsme se podívali na to, co jsou mitochondrie. Jedná se o dvoubublinové buněčné struktury, v jejichž matrici dochází k řadě složitých chemických procesů. Výsledkem mitochondrie je syntéza ATP - sloučenina, která tělu dodává potřebné množství energie.