Митохондрия как полуавтономный органоид.

Морфология, локализация и структура митохондрий.

Открыл в 1848 году, Альтман.

Есть почти у всех эукариотов. Это подвижные органоиды, могут менять свою морфологию, объединяться, разъединяться с помощью микротрубочек. Различные по форме.

Период жизни митохондрий короток. У человека они живут 9 суток. Более 10 суток митохондрии не живут, т.е., высокая степень обновления.

Основная функция митохондрий – синтез АТФ, дающий энергию для всех жизненных процессов. Митохондрии встречаются практически у всех эукариотических клеток, кроме двух видов паразитических амеб. Митохондрии являются подвижными пластичными органоидами, они могут объединяться в гигантские структуры и наоборот – разрушаться. Размеры варьируют от 1 до 10 мкм. Форма чрезвычайно разнообразна. Но несмотря на разнообразие форм и размеров, для всех митохондрий характерен единый тип строения. Митохондрия состоит из двух мембран, наружной и внутренней, меж которыми находится межмембранное пространство, которое по сути является протонным резервуаром. Внутри – митохондриальный матрикс.

Наружная мембрана характеризуется большим количеством транспортных белков. Эти белки имеют специфическое название порины. Они образуют широкие гидрофильные каналы в бислое липидов, которые пропускают молекулы с молекулярной массой до 10000 Дальтон.

Внутренняя мембрана легко сморщивается и растягивается. Она образует многочисленные складки, которые называются кристы. Площадь внутренней мембраны почти в пять-семь раз больше, чем наружной.

Степень развития крист, их количество определяется функциональной значимостью клетки. На внутренней мембране очень низок уровень холестерина. Много особого фосфолипида кардиолипида. Благодаря этому мембрана имеет малую проницаемость. При суммарном подсчете и вычислении соотношения белков и липидов получим, что белков 75%, а липидов 25%.

Матрикс – высококонцентрированная смесь, более чем из ста компонентов, большинство из которых – это ферменты цикла Кребса (карбоновых кислот). Здесь же располагаются кольцевые молекулы, митохондриальная ДНК, тРНК, иРНК и митохондриальные рибосомы с константой седиментации от 55 до 75S

Митохондрия как полуавтономный органоид.

Митохондрия – полуавтономный оргоноид. Митохондрии увеличиваются в количестве при делении клеток, при увеличении функциональной активности и нагрузки клетки. Увеличение их количества происходит и путем роста и деления материнских митохондрий. Делятся митохондрии путем перетяжки, или отпочковывания, или возникновения дочерних митохондрий внутри материнских.

В матриксе митохондрий содержится собственная генетическая система, необходимая для процессов воспроизведения. Это митохондриальная ДНК, митохондриальные рибосомы. Эти структуры била обнаружены в 1963 году. Митохондриальная ДНК имеет кольцевую природу. У млекопитающих имеет молекулярную массу примерно 11000000, а у растений даже больше. Известно, что все митохондрии содержат несколько копий своего генома. От одной копии до десяти. Гистонов нет, линейная длина молекулы варьирует от 5 до 30 мкм. Из нуклеотидных оснований преимущественно гуанин и цитозин.

Происхождение и эволюцию митохондрий объясняют с позиции эндосимбиотической гипотезы. И эта же самая гипотеза представляет современные митохондрии прямыми потомками бактериального симбионта. Это особая группа фотосинтезирующих бактерий, которые утратили, внедрившись в организм хозяина, способность к фотосинтезу, но сохранили дыхательную функцию. Эти пурпурные бактерии, внедрившись в другую эукариотическую клетку, укоренились к ней. Все им там понравилось.

Последние наблюдения цитологов после расшифровки генома показали, что митохондрии эволюционировали вместе со всеми эукариотами от одного общего предка. Эволюционно, митохондриальный и ядерная компоненты эукариот возникли одновременно. Окончательно оформились в новую теорию в начале 21 века.

Функции митохондрии:

ü Энергетическая. Синтез АТФ и обеспечение клеток энергией в результате клеточного дыхания.

ü Депо ионов кальция. Излишки кальция в виде ионов накачиваются в митохондрию за счет мембранного потенциала и большая часть этих ионов осаждается в матриксе митохондрий в виде фосфата кальция.

ü Место накопления включений и отложения в запас некоторых обменных веществ.

.