Мітохондрії

Ще в далекому XIX столітті з інтересом вивчаючи за допомогою перших не досконалих ще тоді мікроскопів, будову живої клітини, біологи помітили в ній якісь довгасті зигзагоподібні об’єкти, які отримали назву «мітохондрії». Сам термін «мітохондрія» складений з двох грецьких слів: «мітос» – нитка і «хондрос» – зернятко, крупинка.

Визначення та роль

Мітохондрії являють собою двомембранний органоїд еукаріотичної клітини, основне завдання якого – окислення органічних сполук, синтез молекул АТФ, з подальшим застосуванням енергії, утвореної після їх розпаду. Тобто по суті мітохондрії це енергетична база клітин, говорячи образною мовою, саме мітохондрії є свого роду станціями, які виробляють необхідну для клітин енергію.

Кількість мітохондрій в клітинах може змінюватися від декількох штук, до тисяч одиниць. І більше їх природно саме в тих клітинах, де інтенсивно йдуть процеси синтезу молекул АТФ.

Самі мітохондрії також мають різну форму і розміри, серед них зустрічаються округлі, витягнуті, спіральні і чашоподібні представники. Найчастіше їх форма округла і витягнута, з діаметром від одного мікрометра і до 10 мікрометрів довжини.

Приблизно так виглядає мітохондрія.

Також мітохондрії можуть, як переміщатися по клітині (роблять вони це завдяки току цитоплазми), так і нерухомо залишатися на місці. Переміщаються вони завжди в ті місця, де найбільш потрібно вироблення енергії.

Походження

Ще на початку минулого ХХ століття була сформована так звана гіпотеза сімбіогенезу, згідно з якою мітохондрії походять від аеробних бактерій, що потрапили в клітину прокаріотів. Бактерії ці стали постачати клітину молекулами АТФ натомість отримуючи необхідні їм поживні речовини. І в процесі еволюції вони поступово втратили свою автономність, передавши частину своєї генетичної інформації в ядро клітини, перетворившись в клітинну органелу.

Будова

Мітохондрії складаються з:

• двох мембран, одна з них внутрішня, інша зовнішня,
• міжмембранного простору,
• матриксу – внутрішнього вмісту мітохондрії,
• кристу – це частина мембрани, яка виросла в матриксі,
• білок синтезуючої системи: ДНК, рибосом, РНК,
• інших білків і їх комплексів, серед яких велике число всіляких ферментів,
• інших молекул.

Так виглядає будова мітохондрії.

Зовнішня і внутрішня мембрани мітохондрії мають різні функції, і з цієї причини різниться їх склад. Зовнішня мембрана своєю будовою схожа з мембраною плазмовою, яка оточує саму клітину і виконує в основному захисну бар’єрну роль. Проте, дрібні молекули можуть проникати через неї, а ось проникнення молекул побільше вже вибіркове.

На внутрішній мембрані мітохондрії, в тому числі на її виростах – кристах, розташовуються ферменти, утворюючи мультиферментативні системи. За хімічним складом тут переважають білки. Кількість крист залежить від інтенсивності синтезуючих процесів, наприклад, в мітохондріях клітин м’язів їх дуже багато.

У мітохондрій, як втім, і у хлоропластів, є своя білоксинтезуюча система – ДНК, РНК і рибосоми. Генетичний апарат має вигляд кільцевої молекули – нуклеотиду, точнісінько як у бактерій. Частину необхідних білків мітохондрії синтезують самі, а частину отримують ззовні, з цитоплазми, оскільки ці білки кодуються ядерними генами.

Функції

Як ми вже написали вище, основна функція мітохондрій – постачання клітини енергією, яка шляхом численних ферментативних реакцій витягується з органічних сполук. Деякі подібні реакції йдуть за участю кисню, а після інших виділяється вуглекислий газ. І реакції ці відбуваються, як всередині самої мітохондрії, тобто в її матриксі, так і на кристах.

Якщо сказати інакше, то роль мітохондрії в клітині полягає в активній участі в «клітинному диханні», до якого відноситься безліч хімічних реакцій окислення органічних речовин, переносів протонів водню з подальшим виділенням енергії, тощо.

Ферменти

Ферменти транслокази внутрішньої мембрани мітохондрій здійснюють транспортування АДФ в АТФ. На голівках, що складаються з ферментів АТФази йде синтез АТФ. АТФаза забезпечує сполучення фосфорилювання АДФ з реакціями дихального ланцюга. У матриксі знаходиться велика частина ферментів циклу Кребса і окислення жирних кислот

Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка

При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.

Сторінка про автора

Ця стаття доступна англійською мовою – Mitochondria: Structure, Function and Role in the Cell.