Митохондриите са един от най-важните компоненти на всяка клетка. Те също се наричат хондриозоми. Това са зърнести или нишковидни органели, които са неразделна част от цитоплазмата на растенията и животните. Те са производителите на АТФ молекули, които са толкова необходими за много процеси в клетката.
Какво са митохондриите?
Митохондриите са енергийната база на клетките, тяхната дейност се основава на окисляването на органичните съединения и използването на енергията, освободена при разграждането на молекулите на АТФ. Биолозите на прост език я наричат станция за генериране на енергия за клетки.
През 1850 г. митохондриите са идентифицирани като гранули в мускулите. Броят им варира в зависимост от условията на растеж: те се натрупват повече в онези клетки, където има голям кислороден дефицит. Това се случва най-често при физическо натоварване. В такива тъкани има остра липса на енергия, която се попълва от митохондриите.
Появата на термина и мястото в теорията на симбиогенезата
През 1897 г. Бенд за първи път въвежда концепцията за "митохондрия", за да обозначи зърнеста и нишковидна структура в цитоплазмата на клетките. По форма и размер теса разнообразни: дебелината е 0,6 микрона, дължината е от 1 до 11 микрона. В редки ситуации митохондриите могат да бъдат големи и разклонени.
Теорията на симбиогенезата дава ясна представа за това какво представляват митохондриите и как са се появили в клетките. В него се казва, че хондриозомата е възникнала в процеса на увреждане от бактериални клетки, прокариоти. Тъй като те не могат автономно да използват кислород за генериране на енергия, това предотвратява пълното им развитие и прогенотите могат да се развиват безпрепятствено. В хода на еволюцията връзката между тях направи възможно прогенотите да предадат своите гени на сегашните еукариоти. Благодарение на този напредък митохондриите вече не са независими организми. Техният генофонд не може да бъде напълно реализиран, тъй като е частично блокиран от ензими, които се намират във всяка клетка.
Къде живеят?
Митохондриите са концентрирани в онези области на цитоплазмата, където има нужда от АТФ. Например, в мускулната тъкан на сърцето, те се намират близо до миофибрилите, а в сперматозоидите образуват защитна маскировка около оста на турникета. Там те произвеждат много енергия, за да се върти "опашката". Ето как спермата се придвижва към яйцеклетката.
В клетките новите митохондрии се образуват чрез просто делене на предишни органели. По време на него се запазва цялата наследствена информация.
Митохондриите: как изглеждат
Формата на митохондриите наподобява цилиндър. Те често се срещат в еукариотите, заемащи от 10 до 21% от обема на клетката. Техните размери иформите се различават в много отношения и могат да се променят в зависимост от условията, но ширината е постоянна: 0,5-1 микрона. Движенията на хондриозомите зависят от местата в клетката, където се извършва бързото изразходване на енергия. Движете се през цитоплазмата, като използвате структурите на цитоскелета, за да се движите.
Заместващи митохондриите с различни размери, работещи отделно една от друга и доставящи енергия на определени области на цитоплазмата, са дълги и разклонени митохондрии. Те са в състояние да осигурят енергия на области от клетки, които са далеч една от друга. Такава съвместна работа на хондриозомите се наблюдава не само при едноклетъчни организми, но и при многоклетъчни организми. Най-сложната структура на хондриозомите се среща в скелетните мускули на бозайници, където най-големите разклонени хондриозоми се съединяват една с друга посредством интермитохондриални връзки (IMC).
Те са тесни пролуки между съседни митохондриални мембрани. Това пространство има висока електронна плътност. MMK са по-чести в клетките на сърдечния мускул, където се свързват заедно с работещи хондриозоми.
За да разберете по-добре проблема, трябва накратко да опишете значението на митохондриите, структурата и функциите на тези невероятни органели.
Как се правят?
За да разберете какво представляват митохондриите, трябва да знаете тяхната структура. Този необичаен източник на енергия е оформен като топка, но по-често удължен. Двете мембрани са близо една до друга:
- външен (гладък);
- вътрешен,който образува израстъци с листовидна (кристи) и тръбеста (тубули) форма.
Ако не вземете предвид размера и формата на митохондриите, те имат същата структура и функция. Хондриозомата е ограничена от две мембрани с размери 6 nm. Външната мембрана на митохондриите прилича на контейнер, който ги предпазва от хиалоплазмата. Вътрешната мембрана е отделена от външната с участък с ширина 11–19 nm. Отличителна черта на вътрешната мембрана е способността й да стърчи в митохондриите, приемайки формата на сплескани хребети.
Вътрешната кухина на митохондриите е изпълнена с матрица, която има фино-зърнеста структура, където понякога се срещат нишки и гранули (15-20 nm). Нишките на матрицата създават органели ДНК молекули, а малките гранули създават митохондриални рибозоми.
ATP синтезът на първия етап се извършва в хиалоплазмата. На този етап има първоначално окисление на субстрати или глюкоза до пирогроздна киселина. Тези процедури се извършват без кислород - анаеробно окисляване. Следващият етап от производството на енергия е аеробното окисление и разграждането на АТФ, този процес се случва в митохондриите на клетките.
Какво правят митохондриите?
Основните функции на този органел са:
- производство на енергия за клетки;
-
съхранение на наследствена информация под формата на собствена ДНК.
се случва в митохондриите
Наличието на собствена дезоксирибонуклеинова киселина в митохондриите още веднъж потвърждава симбиотичната теория за появата на тезиорганели. Освен това, в допълнение към основната работа, те участват в синтеза на хормони и аминокиселини.
Митохондриална патология
Мутациите, възникващи в генома на митохондриите, водят до потискащи последици. Носител на човешката наследствена информация е ДНК, която се предава на потомци от родителите, а митохондриалният геном се предава само от майката. Този факт се обяснява много просто: децата получават цитоплазма с хондриозоми, затворени в нея заедно с женско яйце, те липсват в сперматозоидите. Жените с това разстройство могат да предадат митохондриално заболяване на потомството си, но болен мъж не може.
При нормални условия хондриозомите имат едно и също копие на ДНК - хомоплазма. В митохондриалния геном могат да възникнат мутации, поради съвместното съществуване на здрави и мутирали клетки, възниква хетероплазмия.
Благодарение на съвременната медицина досега са идентифицирани повече от 200 заболявания, причината за които е митохондриална ДНК мутация. Не във всички случаи, но митохондриалните заболявания се повлияват добре от терапевтична поддръжка и лечение.
И така, разбрахме въпроса какво представляват митохондриите. Както всички други органели, те са много важни за клетката. Те косвено участват във всички процеси, които изискват енергия.
