Mitohondrije su jedna od najvažnijih komponenti svake ćelije. Nazivaju se i hondriosomi. To su zrnate ili filamentne organele koje su sastavni dio citoplazme biljaka i životinja. Oni su proizvođači ATP molekula, koji su toliko neophodni za mnoge procese u ćeliji.
Šta su mitohondrije?
Mitohondrije su energetska baza ćelija, njihova aktivnost se zasniva na oksidaciji organskih jedinjenja i korišćenju energije koja se oslobađa prilikom razgradnje molekula ATP. Biolozi je jednostavno zovu stanica za proizvodnju energije za ćelije.
Godine 1850. mitohondrije su identifikovane kao granule u mišićima. Njihov broj je varirao u zavisnosti od uslova rasta: više se akumuliraju u onim ćelijama gde postoji veliki nedostatak kiseonika. To se najčešće dešava tokom fizičkog napora. U takvim tkivima postoji akutni nedostatak energije, koji se nadoknađuje mitohondrijama.
Pojava pojma i mjesta u teoriji simbiogeneze
Godine 1897. Bend je prvi uveo koncept "mitohondrija" da označi granularnu i filamentoznu strukturu u citoplazmi ćelija. Po obliku i veličini susu raznolike: debljina je 0,6 mikrona, dužina od 1 do 11 mikrona. U rijetkim situacijama, mitohondrije mogu biti velike i razgranate.
Teorija simbiogeneze daje jasnu ideju o tome šta su mitohondriji i kako su se pojavili u ćelijama. Kaže da je hondriosom nastao u procesu oštećenja od strane bakterijskih ćelija, prokariota. Budući da nisu mogli autonomno koristiti kisik za stvaranje energije, to je spriječilo njihov puni razvoj, a progenoti su se mogli nesmetano razvijati. U toku evolucije, veza između njih omogućila je potomcima da prenesu svoje gene na sadašnje eukariote. Zahvaljujući ovom napretku, mitohondrije više nisu nezavisni organizmi. Njihov genski fond se ne može u potpunosti realizirati, jer je djelomično blokiran enzimima koji se nalaze u bilo kojoj ćeliji.
Gdje žive?
Mitohondrije su koncentrisane u onim delovima citoplazme gde postoji potreba za ATP. Na primjer, u mišićnom tkivu srca nalaze se u blizini miofibrila, au spermatozoidima formiraju zaštitnu masku oko ose podveze. Tamo proizvode mnogo energije kako bi se "rep" vrtio. Ovako se sperma kreće prema jajnoj stanici.
U ćelijama, nove mitohondrije se formiraju jednostavnom podelom prethodnih organela. Tokom njega čuvaju se svi nasljedni podaci.
Mitohondrije: kako izgledaju
Oblik mitohondrija podsjeća na cilindar. Često se nalaze kod eukariota, zauzimajući od 10 do 21% volumena ćelije. Njihove veličine ioblici se razlikuju po mnogo čemu i mogu se mijenjati ovisno o uvjetima, ali širina je konstantna: 0,5-1 mikrona. Pokreti hondriosoma zavise od mjesta u ćeliji gdje se odvija brzi trošenje energije. Krećite se kroz citoplazmu, koristeći strukture citoskeleta za kretanje.
Zamjenjujući mitohondrije različitih veličina, koje rade odvojeno jedna od druge i opskrbljuju energijom određena područja citoplazme, su dugačke i razgranate mitohondrije. Oni su u stanju da daju energiju područjima ćelija koja su udaljena jedna od druge. Takav zajednički rad hondriosoma uočen je ne samo kod jednoćelijskih, već i kod višećelijskih organizama. Najkompleksnija struktura hondriosoma javlja se u skeletnim mišićima sisara, gde su najveći razgranati hondriosomi međusobno povezani pomoću intermitohondrijalnih spojeva (IMC).
Oni su uski jazovi između susjednih mitohondrijalnih membrana. Ovaj prostor ima veliku gustinu elektrona. MMK su češći u ćelijama srčanog mišića, gdje se vežu zajedno s radnim hondriosomima.
Da biste bolje razumjeli problem, morate ukratko opisati značaj mitohondrija, strukturu i funkcije ovih nevjerovatnih organela.
Kako se prave?
Da biste razumjeli šta su mitohondrije, morate znati njihovu strukturu. Ovaj neobičan izvor energije je u obliku lopte, ali češće izdužen. Dvije membrane su blizu jedna drugoj:
- vanjski (glatki);
- interno,koji formira izrasline u obliku lista (kriste) i cjevastog (tubule) oblika.
Ako ne uzmete u obzir veličinu i oblik mitohondrija, oni imaju istu strukturu i funkciju. Hondriosom je ograničen sa dvije membrane, veličine 6 nm. Vanjska membrana mitohondrija podsjeća na posudu koja ih štiti od hijaloplazme. Unutrašnja membrana je odvojena od vanjske presekom širine 11-19 nm. Karakteristična karakteristika unutrašnje membrane je njena sposobnost da viri u mitohondrije, uzimajući oblik spljoštenih grebena.
Unutarnja šupljina mitohondrija ispunjena je matriksom, koji ima fino zrnastu strukturu, gdje se ponekad nalaze niti i granule (15-20 nm). Niti matriksa stvaraju molekule DNK organele, a male granule stvaraju mitohondrijske ribozome.
ATP sinteza u prvoj fazi odvija se u hijaloplazmi. U ovoj fazi dolazi do početne oksidacije supstrata ili glukoze u pirogrožđanu kiselinu. Ovi postupci se odvijaju bez kisika – anaerobna oksidacija. Sljedeća faza proizvodnje energije je aerobna oksidacija i razgradnja ATP-a, ovaj proces se odvija u mitohondrijima ćelija.
Šta rade mitohondrije?
Glavne funkcije ove organele su:
- proizvodnja energije za ćelije;
-
skladištenje nasljednih informacija u obliku vlastite DNK.
dešava u mitohondrijama
Prisustvo sopstvene deoksiribonukleinske kiseline u mitohondrijama još jednom potvrđuje simbiotičku teoriju o pojavi ovihorganele. Takođe, pored glavnog posla, uključeni su u sintezu hormona i aminokiselina.
Mitohondrijska patologija
Mutacije koje se javljaju u genomu mitohondrija dovode do depresivnih posljedica. Nositelj ljudske nasljedne informacije je DNK, koja se prenosi na potomke od roditelja, a mitohondrijski genom prenosi se samo od majke. Ova činjenica se objašnjava vrlo jednostavno: djeca primaju citoplazmu s hondriosomima koji su u njoj zatvoreni zajedno sa ženskim jajnim stanicama, oni su odsutni u spermatozoidima. Žene s ovim poremećajem mogu prenijeti mitohondrijsku bolest na svoje potomstvo, ali bolesni muškarac ne može.
U normalnim uslovima, hondriosomi imaju istu kopiju DNK - homoplazme. U mitohondrijskom genomu se mogu javiti mutacije, zbog koegzistencije zdravih i mutiranih ćelija dolazi do heteroplazmije.
Zahvaljujući modernoj medicini, do danas je identifikovano više od 200 bolesti, čiji je uzrok bila mutacija mitohondrijske DNK. Ne u svim slučajevima, ali mitohondrijalne bolesti dobro reaguju na terapijsko održavanje i liječenje.
Tako smo shvatili pitanje šta su mitohondrije. Kao i sve druge organele, veoma su važne za ćeliju. Oni indirektno učestvuju u svim procesima koji zahtevaju energiju.
