Mitokondriot ovat yksi minkä tahansa solun tärkeimmistä komponenteista. Niitä kutsutaan myös kondriosomeiksi. Nämä ovat rakeisia tai rihmamaisia organelleja, jotka ovat olennainen osa kasvien ja eläinten sytoplasmaa. He ovat ATP-molekyylien tuottajia, jotka ovat niin välttämättömiä monille solun prosesseille.
Mitä mitokondriot ovat?
Mitokondriot ovat solujen energiapohja, niiden toiminta perustuu orgaanisten yhdisteiden hapettumiseen ja ATP-molekyylien hajoamisen aikana vapautuvan energian käyttöön. Biologit yksinkertaisella kielellä kutsuvat sitä asemaksi energian tuottamiseksi soluille.
Vuonna 1850 mitokondriot tunnistettiin rakeiksi lihaksissa. Niiden määrä vaihteli kasvuolosuhteiden mukaan: niitä kertyy enemmän niihin soluihin, joissa on suuri hapenpuute. Tämä tapahtuu useimmiten fyysisen rasituksen aikana. Tällaisissa kudoksissa on akuutti energian puute, jota mitokondriot täydentävät.
Termin ja paikan esiintyminen symbiogeneesiteoriassa
Vuonna 1897 Bend esitteli ensimmäisen kerran "mitokondrion" käsitteen kuvaamaan rakeista ja rihmamaista rakennetta solujen sytoplasmassa. Muodoltaan ja kooltaan neovat erilaisia: paksuus on 0,6 mikronia, pituus on 1 - 11 mikronia. Harvinaisissa tilanteissa mitokondriot voivat olla suuria ja haarautuneita.
Symbiogeneesin teoria antaa selkeän kuvan siitä, mitä mitokondriot ovat ja miten ne ilmaantuvat soluihin. Siinä sanotaan, että kondriosomi syntyi bakteerisolujen, prokaryoottien, vahingoittuessa. Koska he eivät voineet itsenäisesti käyttää happea energian tuottamiseen, tämä esti heidän täyden kehityksensä ja jälkeläiset saattoivat kehittyä esteettömästi. Evoluution aikana niiden välinen yhteys mahdollisti progenoottien siirtämisen geeneihinsä nykyisille eukaryooteille. Tämän kehityksen ansiosta mitokondriot eivät enää ole itsenäisiä organismeja. Heidän geenipooliaan ei voida täysin realisoida, koska missä tahansa solussa olevat entsyymit estävät sen osittain.
Missä he asuvat?
Mitokondriot ovat keskittyneet niille sytoplasman alueille, joilla on tarve ATP:lle. Esimerkiksi sydämen lihaskudoksessa ne sijaitsevat lähellä myofibrillejä, ja siittiöissä ne muodostavat suojaavan peitteen kiristyssideen akselin ympärillä. Siellä ne tuottavat paljon energiaa, jotta "häntä" voisi pyöriä. Näin siittiö liikkuu munaa kohti.
Soluissa uusia mitokondrioita muodostuu yksinkertaisella aikaisempien organellien jakautumisella. Sen aikana kaikki perinnölliset tiedot säilyvät.
Mitokondriot: miltä ne näyttävät
Mitokondrioiden muoto muistuttaa sylinteriä. Niitä löytyy usein eukaryooteista, ja niiden osuus solutilavuudesta on 10-21 %. Niiden koot jamuodot vaihtelevat monessa suhteessa ja voivat muuttua olosuhteista riippuen, mutta leveys on vakio: 0,5-1 mikronia. Kondriosomien liikkeet riippuvat solun kohdista, joissa nopea energiankulutus tapahtuu. Liiku sytoplasman läpi käyttämällä sytoskeleton rakenteita liikkumiseen.
Korvaavat erikokoiset mitokondriot, jotka toimivat erillään toisistaan ja toimittavat energiaa tietyille sytoplasman alueille, ovat pitkiä ja haarautuneita mitokondrioita. Ne pystyvät tarjoamaan energiaa solujen alueille, jotka ovat kaukana toisistaan. Tällaista kondriosomien yhteistä työtä havaitaan ei vain yksisoluisissa organismeissa, vaan myös monisoluisissa organismeissa. Kondriosomien monimutkaisin rakenne esiintyy nisäkkäiden luustolihaksissa, joissa suurimmat haarautuneet kondriosomit liitetään toisiinsa käyttämällä intermitokondriaalisia liitoksia (IMC).
Ne ovat kapeita rakoja vierekkäisten mitokondriokalvojen välillä. Tällä avaruudella on korkea elektronitiheys. MMK:t ovat yleisempiä sydänlihassoluissa, joissa ne sitoutuvat yhteen toimivien kondriosomien kanssa.
Ymmärtääksesi asiaa paremmin, sinun on kuvaitava lyhyesti mitokondrioiden merkitys, näiden hämmästyttävien organellien rakenne ja toiminta.
Miten ne tehdään?
Ymmärtääksesi mitä mitokondriot ovat, sinun on tiedettävä niiden rakenne. Tämä epätavallinen energialähde on pallon muotoinen, mutta useammin pitkänomainen. Nämä kaksi kalvoa ovat lähellä toisiaan:
- ulompi (sileä);
- sisäinen,joka muodostaa lehden (cristae) ja putkimaisen (tubulus) muotoisia kasvaimia.
Jos et ota huomioon mitokondrioiden kokoa ja muotoa, niillä on sama rakenne ja toiminta. Kondriosomia rajaa kaksi kalvoa, joiden koko on 6 nm. Mitokondrioiden ulkokalvo muistuttaa säiliötä, joka suojaa niitä hyaloplasm alta. Sisäkalvo on erotettu ulommasta 11–19 nm leveällä osalla. Sisäkalvon erottuva piirre on sen kyky työntyä mitokondrioihin litistetyinä harjanteina.
Mitokondrioiden sisäontelo on täytetty matriisilla, jolla on hienorakeinen rakenne, josta joskus löytyy lankoja ja rakeita (15-20 nm). Matriisin säikeet muodostavat organellien DNA-molekyylejä ja pienet rakeet mitokondrioribosomeja.
ATP-synteesi ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu hyaloplasmassa. Tässä vaiheessa tapahtuu alustan substraattien tai glukoosin hapettuminen palorypälehapoksi. Nämä toimenpiteet tapahtuvat ilman happea - anaerobista hapetusta. Energiantuotannon seuraava vaihe on ATP:n aerobinen hapetus ja hajoaminen, tämä prosessi tapahtuu solujen mitokondrioissa.
Mitä mitokondriot tekevät?
Tämän organellin päätoiminnot ovat:
- energiantuotanto soluille;
-
perinnöllisen tiedon tallentaminen oman DNA:n muodossa.
tapahtuu mitokondrioissa
Oman deoksiribonukleiinihapon läsnäolo mitokondrioissa vahvistaa jälleen symbioottisen teorian näiden esiintymisestäorganellit. Päätyön lisäksi he osallistuvat myös hormonien ja aminohappojen synteesiin.
Mitokondrioiden patologia
Mutaatiot mitokondrioiden genomissa johtavat masentaviin seurauksiin. Ihmisen perinnöllisen tiedon kantaja on DNA, joka välittyy vanhemmilta jälkeläisille, ja mitokondrioiden genomi välittyy vain äidiltä. Tämä tosiasia selitetään hyvin yksinkertaisesti: lapset saavat sytoplasman, jonka sisällä on kondriosomeja, yhdessä naarasmunan kanssa, ne puuttuvat siittiöistä. Naiset, joilla on tämä sairaus, voivat siirtää mitokondriotaudin jälkeläisilleen, mutta sairas mies ei voi.
Normaaleissa olosuhteissa kondriosomeilla on sama kopio DNA:sta – homoplasmia. Mitokondrioiden genomissa voi tapahtua mutaatioita, terveiden ja mutatoituneiden solujen rinnakkaiselon vuoksi esiintyy heteroplasmiaa.
Nykyajan lääketieteen ansiosta on tähän mennessä tunnistettu yli 200 sairautta, joiden syynä oli mitokondrion DNA-mutaatio. Ei kaikissa tapauksissa, mutta mitokondriotaudit reagoivat hyvin terapeuttiseen ylläpitoon ja hoitoon.
Joten selvitimme kysymyksen siitä, mitä mitokondriot ovat. Kuten kaikki muutkin organellit, ne ovat erittäin tärkeitä solulle. Ne osallistuvat epäsuorasti kaikkiin energiaa vaativiin prosesseihin.
