Mitohondrije su jedna od najvažnijih komponenti svake stanice. Nazivaju se i hondriosomi. To su zrnate ili nitaste organele koje su sastavni dio citoplazme biljaka i životinja. Oni su proizvođači molekula ATP-a, koje su toliko potrebne za mnoge procese u stanici.
Što su mitohondriji?
Mitohondriji su energetska baza stanica, njihova aktivnost temelji se na oksidaciji organskih spojeva i korištenju energije koja se oslobađa tijekom razgradnje molekula ATP-a. Biolozi je jednostavnim jezikom nazivaju stanicom za proizvodnju energije za stanice.
Godine 1850. mitohondriji su identificirani kao granule u mišićima. Njihov je broj varirao ovisno o uvjetima rasta: više se nakupljaju u onim stanicama gdje postoji veliki nedostatak kisika. To se najčešće događa tijekom fizičkog napora. U takvim tkivima postoji akutni nedostatak energije, koju nadoknađuju mitohondriji.
Pojava pojma i mjesta u teoriji simbiogeneze
Godine 1897. Bend je prvi uveo koncept "mitohondrija" za označavanje granularne i filamentne strukture u citoplazmi stanica. Po obliku i veličini onisu raznoliki: debljina je 0,6 mikrona, duljina od 1 do 11 mikrona. U rijetkim situacijama mitohondrije mogu biti velike i razgranate.
Teorija simbiogeneze daje jasnu ideju o tome što su mitohondriji i kako su se pojavili u stanicama. Kaže da je hondriosom nastao u procesu oštećenja od strane bakterijskih stanica, prokariota. Budući da nisu mogli autonomno koristiti kisik za stvaranje energije, to je spriječilo njihov puni razvoj, a progenoti su se mogli nesmetano razvijati. Tijekom evolucije, povezanost između njih omogućila je potomcima da prenesu svoje gene na sadašnje eukariote. Zahvaljujući tom napretku, mitohondriji više nisu neovisni organizmi. Njihov genski fond ne može se u potpunosti realizirati, jer je djelomično blokiran enzimima koji se nalaze u bilo kojoj stanici.
Gdje žive?
Mitohondriji su koncentrirani u onim područjima citoplazme gdje postoji potreba za ATP-om. Na primjer, u mišićnom tkivu srca nalaze se u blizini miofibrila, a u spermatozoidima tvore zaštitnu masku oko osi podveze. Tamo proizvode mnogo energije kako bi se "rep" zavrtio. Ovako se sperma kreće prema jajnoj stanici.
U stanicama, novi mitohondriji nastaju jednostavnom podjelom prethodnih organela. Tijekom njega čuvaju se svi nasljedni podaci.
Mitohondrije: kako izgledaju
Oblik mitohondrija podsjeća na cilindar. Često se nalaze u eukariota, zauzimaju od 10 do 21% volumena stanice. Njihove veličine ioblici se razlikuju u mnogo čemu i mogu se mijenjati ovisno o uvjetima, ali širina je konstantna: 0,5-1 mikrona. Pokreti hondriosoma ovise o mjestima u stanici gdje se odvija brza potrošnja energije. Krećite se kroz citoplazmu, koristeći strukture citoskeleta za kretanje.
Zamjenjujući mitohondrije različitih veličina, koji rade odvojeno jedni od drugih i opskrbljuju energijom određena područja citoplazme, dugi su i razgranati mitohondriji. Oni su u stanju pružiti energiju područjima stanica koja su udaljena jedna od druge. Takav zajednički rad hondriosoma opaža se ne samo kod jednostaničnih, već i kod višestaničnih organizama. Najsloženija struktura hondriosoma javlja se u skeletnim mišićima sisavaca, gdje se najveći razgranati hondriosomi spajaju jedan s drugim pomoću intermitohondrijske spojeve (IMC).
One su uske praznine između susjednih mitohondrijalnih membrana. Ovaj prostor ima veliku gustoću elektrona. MMK su češći u stanicama srčanog mišića, gdje se vežu zajedno s radnim hondriosomima.
Da biste bolje razumjeli problem, morate ukratko opisati značenje mitohondrija, strukturu i funkcije ovih nevjerojatnih organela.
Kako se prave?
Da biste razumjeli što su mitohondriji, morate znati njihovu strukturu. Ovaj neobičan izvor energije je u obliku lopte, ali češće izdužen. Dvije membrane su blizu jedna drugoj:
- vanjski (glatki);
- interno,koji tvori izrasline u obliku lista (kriste) i cjevastog (tubuli) oblika.
Ako ne uzmete u obzir veličinu i oblik mitohondrija, oni imaju istu strukturu i funkciju. Hondriosom je omeđen s dvije membrane, veličine 6 nm. Vanjska membrana mitohondrija nalikuje posudi koja ih štiti od hijaloplazme. Unutarnja membrana je od vanjske odvojena presjekom širine 11-19 nm. Posebnost unutarnje membrane je njezina sposobnost da strši u mitohondrije, uzimajući oblik spljoštenih grebena.
Unutarnja šupljina mitohondrija ispunjena je matriksom, koji ima fino zrnatu strukturu, gdje se ponekad nalaze niti i granule (15-20 nm). Niti matriksa stvaraju molekule DNA organele, a male granule stvaraju mitohondrijske ribosome.
sinteza ATP u prvoj fazi odvija se u hijaloplazmi. U ovoj fazi dolazi do početne oksidacije supstrata ili glukoze u pirogrožđanu kiselinu. Ovi se postupci odvijaju bez kisika – anaerobne oksidacije. Sljedeća faza proizvodnje energije je aerobna oksidacija i razgradnja ATP-a, ovaj proces se događa u mitohondrijima stanica.
Što rade mitohondriji?
Glavne funkcije ove organele su:
- proizvodnja energije za stanice;
-
pohrana nasljednih informacija u obliku vlastitog DNK.
događa u mitohondrijima
Prisutnost vlastite deoksiribonukleinske kiseline u mitohondrijima još jednom potvrđuje simbiotsku teoriju o pojavi ovihorganele. Također, osim glavnog posla, uključeni su u sintezu hormona i aminokiselina.
Mitohondrijska patologija
Mutacije koje se javljaju u genomu mitohondrija dovode do depresivnih posljedica. Nositelj ljudske nasljedne informacije je DNK, koja se prenosi na potomke od roditelja, a mitohondrijski genom prenosi se samo od majke. Ova se činjenica objašnjava vrlo jednostavno: djeca primaju citoplazmu s hondriosomima koji su u njoj zatvoreni zajedno sa ženskim jajetom, oni su odsutni u spermatozoidima. Žene s ovim poremećajem mogu prenijeti mitohondrijsku bolest na svoje potomstvo, ali bolesni muškarac ne može.
U normalnim uvjetima, hondriosomi imaju istu kopiju DNK - homoplazme. U mitohondrijskom genomu se mogu pojaviti mutacije, zbog koegzistencije zdravih i mutiranih stanica dolazi do heteroplazmije.
Zahvaljujući modernoj medicini, do danas je identificirano više od 200 bolesti, čiji je uzrok bila mutacija mitohondrijske DNK. Ne u svim slučajevima, ali mitohondrijske bolesti dobro reagiraju na terapijsko održavanje i liječenje.
Tako smo shvatili pitanje što su mitohondriji. Kao i sve druge organele, vrlo su važne za stanicu. Oni posredno sudjeluju u svim procesima koji zahtijevaju energiju.
