Mitohondriji so ena najpomembnejših sestavin katere koli celice. Imenujejo jih tudi hondriosomi. To so zrnate ali nitaste organele, ki so sestavni del citoplazme rastlin in živali. So proizvajalci molekul ATP, ki so tako potrebne za številne procese v celici.
Kaj so mitohondriji?
Mitohondriji so energetska osnova celic, njihovo delovanje temelji na oksidaciji organskih spojin in uporabi energije, ki se sprosti pri razgradnji molekul ATP. Biologi ji preprosto rečejo postaja za proizvodnjo energije za celice.
Leta 1850 so mitohondrije identificirali kot zrnca v mišicah. Njihovo število se je spreminjalo glede na rastne razmere: več se kopičijo v tistih celicah, kjer je veliko pomanjkanje kisika. Najpogosteje se to zgodi med fizičnimi napori. V takih tkivih je akutno pomanjkanje energije, ki jo polnijo mitohondriji.
Pojav izraza in mesta v teoriji simbiogeneze
Leta 1897 je Bend prvič predstavil koncept "mitohondrija" za označevanje zrnate in nitaste strukture v citoplazmi celic. Po obliki in velikosti soso raznoliki: debelina je 0,6 mikronov, dolžina od 1 do 11 mikronov. V redkih primerih so mitohondriji lahko veliki in razvejani.
Teorija simbiogeneze daje jasno predstavo o tem, kaj so mitohondriji in kako so se pojavili v celicah. Piše, da je hondriosom nastal v procesu, ko ga poškodujejo bakterijske celice, prokarioti. Ker niso mogli avtonomno uporabljati kisika za pridobivanje energije, je to preprečilo njihov popoln razvoj, progenoti pa so se lahko neovirano razvijali. Med evolucijo je povezava med njima omogočila, da so potomci prenesli svoje gene na zdajšnje evkarionte. Zahvaljujoč temu napredku mitohondriji niso več samostojni organizmi. Njihovega genskega sklada ni mogoče v celoti uresničiti, saj ga delno blokirajo encimi, ki so v kateri koli celici.
Kje živijo?
Mitohondriji so koncentrirani v tistih predelih citoplazme, kjer obstaja potreba po ATP. Na primer, v mišičnem tkivu srca se nahajajo v bližini miofibril, v spermatozoidih pa tvorijo zaščitno preobleko okoli osi podveze. Tam proizvedejo veliko energije, da bi se "rep" vrtel. Tako se sperma premika proti jajčecu.
V celicah nastanejo novi mitohondriji s preprosto delitvijo prejšnjih organelov. Med njo se ohranijo vsi dedni podatki.
Mitohondrije: kako izgledajo
Oblika mitohondrijev je podobna cilindru. Pogosto jih najdemo pri evkariontih, ki zasedajo od 10 do 21 % volumna celice. Njihove velikosti inoblike se v mnogih pogledih razlikujejo in se lahko spreminjajo glede na pogoje, vendar je širina konstantna: 0,5-1 mikronov. Premiki hondriosomov so odvisni od mest v celici, kjer poteka hitra poraba energije. Pomikajte se skozi citoplazmo, za premikanje uporabite strukture citoskeleta.
Nadomestni mitohondriji različnih velikosti, ki delujejo ločeno drug od drugega in oskrbujejo z energijo določena področja citoplazme, so dolgi in razvejani mitohondriji. Sposobni so zagotoviti energijo območjem celic, ki so daleč drug od drugega. Takšno skupno delo hondriosomov opazimo ne le pri enoceličnih organizmih, temveč tudi pri večceličnih organizmih. Najkompleksnejša struktura hondriosomov se pojavlja v skeletnih mišicah sesalcev, kjer so največji razvejani hondriosomi med seboj povezani s pomočjo intermitohondrijskih stikov (IMC).
So ozke vrzeli med sosednjimi mitohondrijskimi membranami. Ta prostor ima visoko gostoto elektronov. MMK so pogostejši v celicah srčne mišice, kjer se vežejo skupaj z delujočimi hondriosomi.
Za boljše razumevanje problema morate na kratko opisati pomen mitohondrijev, strukturo in funkcije teh neverjetnih organelov.
Kako so narejeni?
Če želite razumeti, kaj so mitohondriji, morate poznati njihovo strukturo. Ta nenavaden vir energije je oblikovan kot krogla, vendar pogosteje podolgovat. Obe membrani sta blizu drug drugemu:
- zunanji (gladki);
- notranji,ki tvori izrastke v obliki listov (kriste) in cevaste (tubule) oblike.
Če ne upoštevate velikosti in oblike mitohondrijev, imajo enako strukturo in funkcijo. Hondriosom je omejen z dvema membranama, velikima 6 nm. Zunanja membrana mitohondrijev spominja na posodo, ki jih ščiti pred hialoplazmo. Notranja membrana je od zunanje ločena z odsekom širokim 11–19 nm. Posebnost notranje membrane je njena sposobnost, da štrli v mitohondrije v obliki sploščenih grebenov.
Notranja votlina mitohondrijev je napolnjena z matriksom, ki ima drobnozrnato strukturo, kjer se včasih nahajajo niti in zrnca (15-20 nm). Niti matriksa ustvarjajo molekule DNK organele, majhna zrnca pa mitohondrijske ribosome.
sinteza ATP v prvi fazi poteka v hialoplazmi. Na tej stopnji pride do začetne oksidacije substratov ali glukoze do pirovične kisline. Ti postopki potekajo brez kisika – anaerobne oksidacije. Naslednja faza proizvodnje energije je aerobna oksidacija in razgradnja ATP, ta proces poteka v mitohondrijih celic.
Kaj delajo mitohondriji?
Glavne funkcije te organele so:
- proizvodnja energije za celice;
-
shranjevanje dednih informacij v obliki lastne DNK.
dogaja v mitohondrijih
Prisotnost lastne deoksiribonukleinske kisline v mitohondrijih še enkrat potrjuje simbiotično teorijo o pojavu tehorganele. Poleg glavnega dela se ukvarjajo tudi s sintezo hormonov in aminokislin.
Mitohondrijska patologija
Mutacije, ki se pojavljajo v genomu mitohondrijev, vodijo do depresivnih posledic. Nosilec človekovih dednih informacij je DNK, ki se na potomce prenaša od staršev, mitohondrijski genom pa se prenaša le od matere. To dejstvo je razloženo zelo preprosto: otroci prejmejo citoplazmo s hondriosomi, ki so v njej zaprti skupaj z ženskim jajčecem, v semenčici jih ni. Ženske s to motnjo lahko prenesejo mitohondrijsko bolezen na svoje potomce, bolan pa ne.
V normalnih pogojih imajo hondriosomi isto kopijo DNK - homoplazmija. V mitohondrijskem genomu se lahko pojavijo mutacije, zaradi soobstoja zdravih in mutiranih celic pride do heteroplazmije.
Zahvaljujoč sodobni medicini je bilo do danes ugotovljenih več kot 200 bolezni, katerih vzrok je bila mutacija mitohondrijske DNK. Ne v vseh primerih, vendar se mitohondrijske bolezni dobro odzivajo na terapevtsko vzdrževanje in zdravljenje.
Tako smo ugotovili, kaj so mitohondriji. Tako kot vse druge organele so za celico zelo pomembne. Posredno sodelujejo v vseh procesih, ki zahtevajo energijo.
