Mitochondrijos: energijos gamintojai

CNRI/Science Photo Library/Getty Images

Ląstelės yra pagrindinė gyvų organizmų sudedamoji dalis. Du pagrindiniai ląstelių tipai yra prokariotinės ir eukariotinės ląstelės . Eukariotinės ląstelės yra surištos su membrana organelės kurios atlieka esmines ląstelių funkcijas. Mitochondrijos yra laikomi eukariotinių ląstelių „jėgeriais“. Ką reiškia sakyti, kad mitochondrijos yra ląstelės energijos gamintojos? Šios organelės generuoja energiją, paversdamos energiją į formas, kurias gali naudoti ląstelė . Įsikūręs citoplazma , mitochondrijos yra vietos ląstelinis kvėpavimas . Ląstelių kvėpavimas yra procesas, kuris galiausiai generuoja kurą ląstelių veiklai iš maisto, kurį valgome. Mitochondrijos gamina energiją, reikalingą tokiems procesams atlikti kaip ląstelių dalijimasis , augimas ir ląstelių mirtis .

Mitochondrijos turi išskirtinę pailgą arba ovalią formą ir yra apribotos dviguba membrana. Vidinė membrana yra sulankstyta, sukuriant struktūras, žinomas kaip herbas . Mitochondrijos randamos abiejuose gyvūnų ir augalų ląstelės . Jų randama visuose kūno ląstelių tipai , išskyrus subrendusius raudonieji kraujo kūneliai . Mitochondrijų skaičius ląstelėje skiriasi priklausomai nuo ląstelės tipo ir funkcijos. Kaip minėta, raudonuosiuose kraujo kūneliuose iš viso nėra mitochondrijų. Mitochondrijų ir kitų organelių nebuvimas raudonuosiuose kraujo kūneliuose palieka vietos milijonams hemoglobino molekulių, reikalingų deguoniui transportuoti visame kūne. Kita vertus, raumenų ląstelėse gali būti tūkstančiai mitochondrijų, reikalingų raumenų veiklai užtikrinti. Taip pat gausu mitochondrijų riebalų ląstelės ir kepenys ląstelės.

Mitochondrijų DNR

Mitochondrijos turi savo DNR , ribosomos ir gali pasidaryti patys baltymai . Mitochondrijų DNR (mtDNR) koduoja baltymus, kurie dalyvauja elektronų pernešimas ir oksidacinis fosforilinimas, vykstantis ląsteliniame kvėpavime. Oksidacinio fosforilinimo metu mitochondrijų matricoje generuojama energija ATP pavidalu. Iš mtDNR susintetinti baltymai taip pat koduoja RNR molekulių gamybą pernešti RNR ir ribosomų RNR.

Mitochondrijų DNR skiriasi nuo ląstelėje esančios DNR branduolys nes jis neturi DNR atkūrimo mechanizmų, padedančių užkirsti kelią mutacijos branduolinėje DNR. Dėl to mtDNR mutacijų greitis yra daug didesnis nei branduolinės DNR. Reaktyviojo deguonies, susidariusio oksidacinio fosforilinimo metu, poveikis taip pat pažeidžia mtDNR.

Mitochondrijų anatomija ir dauginimasis

Mariana Ruiz Villarreal

Mitochondrijų membranos

Mitochondrijas riboja dviguba membrana. Kiekviena iš šių membranų yra a fosfolipidas dvisluoksnis su įterptais baltymais. The išorinė membrana yra lygus, o vidinė membrana turi daug raukšlių. Šios raukšlės vadinamos herbas . Raukšlės padidina ląstelių kvėpavimo „produktyvumą“, padidindamos turimą paviršiaus plotą. Vidinėje mitochondrijų membranoje yra keletas baltymų kompleksų ir elektronų nešėjų molekulių, kurios sudaro elektronų transportavimo grandinė (ETC) . ETC yra trečiasis aerobinio ląstelių kvėpavimo etapas ir etapas, kai susidaro didžioji dauguma ATP molekulių. ATP yra pagrindinis organizmo energijos šaltinis, kurį ląstelės naudoja svarbioms funkcijoms atlikti, pavyzdžiui, raumenų susitraukimui ir ląstelių dalijimuisi.

Mitochondrijų erdvės

Dvigubos membranos padalija mitochondriją į dvi atskiras dalis: tarpmembraninė erdvė ir mitochondrijų matrica . Tarpmembraninė erdvė yra siaura erdvė tarp išorinės membranos ir vidinės membranos, o mitochondrijų matrica yra sritis, kurią visiškai uždaro vidinė membrana. The mitochondrijų matrica yra mitochondrijų DNR (mtDNR), ribosomų ir fermentų. Keletas ląstelių kvėpavimo etapų, įskaitant Citrinos rūgšties ciklas o oksidacinis fosforilinimas vyksta matricoje dėl didelės fermentų koncentracijos.

Mitochondrijų dauginimasis

Mitochondrijos yra pusiau autonominės, nes jos tik iš dalies priklauso nuo ląstelės dauginimosi ir augimo. Jie turi savo DNR, ribosomas, gamina savo baltymus ir šiek tiek kontroliuoja savo dauginimąsi. Panašiai kaip bakterijos, mitochondrijos turi žiedinę DNR ir dauginasi per dauginimosi procesą, vadinamą dvejetainiu dalijimusi. Prieš replikaciją mitochondrijos susilieja procese, vadinamame sinteze. Sintezija reikalinga stabilumui palaikyti, nes be jos dalijantis mitochondrijos sumažės. Šios mažesnės mitochondrijos negali pagaminti pakankamai energijos, reikalingos tinkamai ląstelių funkcijai.

Kelionė į ląstelę

Kitos svarbios eukariotinių ląstelių organelės yra:

• Branduolys – talpina DNR ir kontroliuoja ląstelių augimą bei dauginimąsi.
• Ribosomos – padeda gaminti baltymus.
• Endoplazminis Tinklelis - sintetina angliavandenius ir lipidus.
• „Golgi“ kompleksas - gamina, sandėliuoja ir eksportuoja ląstelių molekules.
• Lizosomos - virškina ląstelių makromolekules.
• Peroksisomos - detoksikuoja alkoholį, formuoja tulžies rūgštį ir skaido riebalus.
• Citoskeletas - skaidulų tinklas, palaikantis ląstelę.
• Cilia ir Flagella - ląstelių priedai, kurie padeda ląstelėms judėti.

Šaltiniai

• Encyclopædia Britannica Online, s. prieš 'mitochondrion', peržiūrėta 2015 m. gruodžio 7 d., http://www.britannica.com/science/mitochondrion.
• Cooper GM. Ląstelė: molekulinis požiūris. 2-asis leidimas. Sanderlandas (MA): Sinauer Associates; 2000. Mitochondrijos. Galima rasti iš: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9896/.