A mitokondriumok minden sejt egyik legfontosabb összetevője. Kondrioszómáknak is nevezik őket. Ezek szemcsés vagy fonalas organellumok, amelyek szerves részét képezik a növények és állatok citoplazmájának. Ők az ATP-molekulák termelői, amelyek a sejtben számos folyamathoz annyira szükségesek.
Mik azok a mitokondriumok?
A mitokondriumok a sejtek energiabázisa, tevékenységük a szerves vegyületek oxidációján és az ATP molekulák lebontása során felszabaduló energia felhasználásán alapul. A biológusok egyszerű nyelven a sejtek számára energiát előállító állomásnak nevezik.
1850-ben a mitokondriumokat szemcsékként azonosították az izmokban. Számuk a növekedési körülményektől függően változott: inkább azokban a sejtekben halmozódnak fel, ahol nagy az oxigénhiány. Ez leggyakrabban fizikai erőfeszítés során történik. Az ilyen szövetekben akut energiahiány lép fel, amit a mitokondriumok pótolnak.
A kifejezés és a hely megjelenése a szimbiogenezis elméletében
1897-ben Bend először vezette be a "mitokondrium" fogalmát a sejtek citoplazmájának szemcsés és fonalas szerkezetének jelölésére. Formában és méretben isváltozatosak: vastagsága 0,6 mikron, hossza 1-11 mikron. Ritka esetekben a mitokondriumok nagyok és elágazóak lehetnek.
A szimbiogenezis elmélete világos képet ad arról, hogy mik a mitokondriumok, és hogyan jelentek meg a sejtekben. Azt mondja, hogy a chondriosoma akkor keletkezett, amikor baktériumsejtek, prokarióták károsítják. Mivel nem tudták önállóan az oxigént felhasználni energiatermelésre, ez megakadályozta teljes fejlődésüket, és az utódok akadálytalanul fejlődhettek. Az evolúció során a köztük lévő kapcsolat lehetővé tette, hogy a progenóták génjeiket továbbadják a mai eukariótáknak. Ennek a fejlődésnek köszönhetően a mitokondriumok többé nem önálló organizmusok. Génkészletük nem valósítható meg teljesen, mivel azt részben blokkolják bármely sejtben lévő enzimek.
Hol élnek?
A mitokondriumok a citoplazma azon területein koncentrálódnak, ahol ATP-re van szükség. Például a szív izomszövetében a myofibrillumok közelében helyezkednek el, a spermiumokban pedig védőmaszkot alkotnak a érszorító tengelye körül. Ott sok energiát termelnek, hogy a "farok" forogjon. Így halad a spermium a tojás felé.
A sejtekben új mitokondriumok jönnek létre a korábbi organellumok egyszerű osztódásával. Ez alatt minden örökletes információ megőrződik.
Mitokondriumok: hogyan néznek ki
A mitokondriumok alakja egy hengerre emlékeztet. Gyakran megtalálhatók az eukariótákban, és a sejttérfogat 10-21%-át foglalják el. Méretük ésa formák sok tekintetben különböznek és változhatnak a körülményektől függően, de a szélesség állandó: 0,5-1 mikron. A kondrioszómák mozgása a sejt azon helyeitől függ, ahol a gyors energiafelhasználás történik. Haladjon át a citoplazmán, a citoszkeleton szerkezetét használva a mozgáshoz.
A különböző méretű, egymástól elkülönülten dolgozó mitokondriumok helyettesítői, és a citoplazma bizonyos területeit energiával látják el, hosszú és elágazó mitokondriumok. Képesek energiával ellátni a sejtek egymástól távol eső területeit. A kondrioszómák ilyen közös munkája nemcsak egysejtű, hanem többsejtű szervezetekben is megfigyelhető. A kondrioszómák legösszetettebb szerkezete az emlősök vázizomzatában fordul elő, ahol a legnagyobb elágazó kondrioszómák intermitokondriális junctions (IMC) segítségével kapcsolódnak egymáshoz.
Szűk rések a szomszédos mitokondriális membránok között. Ennek a térnek nagy az elektronsűrűsége. Az MMK gyakrabban fordul elő a szívizomsejtekben, ahol a működő kondroszómákkal kötődnek össze.
A probléma jobb megértéséhez röviden le kell írnia a mitokondriumok jelentőségét, ezeknek a csodálatos organellumoknak a szerkezetét és funkcióit.
Hogyan készülnek?
Ahhoz, hogy megértsük, mi a mitokondrium, ismernie kell a szerkezetüket. Ez a szokatlan energiaforrás gömb alakú, de gyakrabban megnyúlt. A két membrán közel van egymáshoz:
- külső (sima);
- belső,amely levél alakú (cristae) és csőszerű (tubulus) alakú kinövéseket képez.
Ha nem veszi figyelembe a mitokondriumok méretét és alakját, szerkezetük és funkciójuk megegyezik. A kondrioszómát két, 6 nm méretű membrán határolja. A mitokondriumok külső membránja olyan tartályhoz hasonlít, amely megvédi őket a hialoplazmától. A belső membránt 11-19 nm széles metszet választja el a külsőtől. A belső membrán megkülönböztető jellemzője, hogy képes a mitokondriumokba benyúlni, lapított gerincek formájában.
A mitokondriumok belső üregét egy finomszemcsés szerkezetű mátrix tölti ki, ahol időnként szálak és szemcsék (15-20 nm) találhatók. A mátrix szálai organellum DNS-molekulákat, a kis szemcsék pedig mitokondriális riboszómákat hoznak létre.
Az ATP szintézise az első szakaszban a hialoplazmában megy végbe. Ebben a szakaszban a szubsztrátok vagy a glükóz kezdeti oxidációja piroszőlősavvá történik. Ezek az eljárások oxigén nélkül zajlanak – anaerob oxidáció. Az energiatermelés következő szakasza az ATP aerob oxidációja és lebontása, ez a folyamat a sejtek mitokondriumában megy végbe.
Mit csinálnak a mitokondriumok?
Ennek az organellumnak a fő funkciói:
- sejtek energiatermelése;
-
örökletes információ tárolása saját DNS formájában.
mitokondriumokban történik
Saját dezoxiribonukleinsav jelenléte a mitokondriumokban ismét megerősíti a szimbiotikus elméletet ezek megjelenésérőlsejtszervecskék. Emellett a fő munkán kívül részt vesznek a hormonok és aminosavak szintézisében is.
Mitokondriális patológia
A mitokondriumok genomjában fellépő mutációk lehangoló következményekhez vezetnek. Az emberi örökletes információ hordozója a DNS, amely a leszármazottaknak a szülőktől, a mitokondriális genom pedig csak az anyától kerül átvitelre. Ezt a tényt nagyon egyszerűen magyarázzák: a gyermekek egy női petesejttel együtt kapják a citoplazmát, amelyben a kondrioszómák vannak zárva, ezek hiányoznak a spermiumokban. Az ilyen rendellenességben szenvedő nők mitokondriális betegséget adhatnak át utódaiknak, de egy beteg férfi nem.
Normál körülmények között a kondrioszómák ugyanazzal a DNS-másolattal rendelkeznek – homoplazma. A mitokondriális genomban mutációk léphetnek fel, egészséges és mutált sejtek együttélése miatt heteroplazma lép fel.
A modern orvoslásnak köszönhetően mára több mint 200 olyan betegséget azonosítottak, amelyek oka mitokondriális DNS-mutáció volt. Nem minden esetben, de a mitokondriális betegségek jól reagálnak a terápiás fenntartásra és kezelésre.
Szóval kitaláltuk azt a kérdést, hogy mik is azok a mitokondriumok. Mint minden más organellum, nagyon fontosak a sejt számára. Közvetetten részt vesznek minden energiát igénylő folyamatban.
