Mitochondrie: Výrobcovia energie

CNRI/Science Photo Library/Getty Images

Bunky sú základnými zložkami živých organizmov. Dva hlavné typy buniek sú prokaryotické a eukaryotické bunky . Eukaryotické bunky sú viazané na membránu organely ktoré vykonávajú základné funkcie buniek. Mitochondrie sú považované za „elektrárne“ eukaryotických buniek. Čo to znamená povedať, že mitochondrie sú producentmi bunkovej energie? Tieto organely generujú energiu premenou energie na formy, ktoré sú použiteľné bunka . Nachádza sa v cytoplazme , mitochondrie sú miesta bunkové dýchanie . Bunkové dýchanie je proces, ktorý v konečnom dôsledku vytvára palivo pre bunkové aktivity z potravín, ktoré jeme. Mitochondrie produkujú energiu potrebnú na vykonávanie procesov ako napr bunkové delenie , rast a bunkovej smrti .

Mitochondrie majú výrazný podlhovastý alebo oválny tvar a sú ohraničené dvojitou membránou. Vnútorná membrána je zložená a vytvára štruktúry tzv hrebeň . Mitochondrie sa nachádzajú v oboch živočíšne a rastlinné bunky . Nachádzajú sa vo všetkých typy telesných buniek , okrem zrelých červené krvinky . Počet mitochondrií v bunke sa líši v závislosti od typu a funkcie bunky. Ako už bolo spomenuté, červené krvinky vôbec neobsahujú mitochondrie. Absencia mitochondrií a iných organel v červených krvinkách ponecháva priestor pre milióny molekúl hemoglobínu, ktoré sú potrebné na transport kyslíka do celého tela. Svalové bunky na druhej strane môžu obsahovať tisíce mitochondrií potrebných na zabezpečenie energie potrebnej pre svalovú činnosť. Mitochondrie sú tiež bohaté na tukové bunky a pečeň bunky.

Mitochondriálna DNA

Mitochondrie majú svoje vlastné DNA , ribozómy a môžu si vyrobiť vlastné bielkoviny . Mitochondriálna DNA (mtDNA) kóduje proteíny, ktoré sa zúčastňujú transport elektrónov a oxidatívna fosforylácia, ktoré sa vyskytujú pri bunkovom dýchaní. Pri oxidatívnej fosforylácii sa v mitochondriálnej matrici generuje energia vo forme ATP. Proteíny syntetizované z mtDNA tiež kódujú produkciu molekúl RNA transfer RNA a ribozomálna RNA.

Mitochondriálna DNA sa líši od DNA nachádzajúcej sa v bunke jadro v tom, že nemá mechanizmy na opravu DNA, ktoré pomáhajú predchádzať mutácie v jadrovej DNA. Výsledkom je, že mtDNA má oveľa vyššiu mieru mutácií ako jadrová DNA. Vystavenie reaktívnemu kyslíku produkovanému počas oxidačnej fosforylácie tiež poškodzuje mtDNA.

Anatómia a reprodukcia mitochondrií

Mariana Ruiz Villarreal

Mitochondriálne membrány

Mitochondrie sú ohraničené dvojitou membránou. Každá z týchto membrán je a fosfolipid dvojvrstva so zabudovanými proteínmi. The vonkajšia membrána je hladká, zatiaľ čo vnútorná membrána má veľa záhybov. Tieto záhyby sa nazývajú hrebeň . Záhyby zvyšujú „produktivitu“ bunkového dýchania zväčšením dostupnej povrchovej plochy. Vo vnútornej mitochondriálnej membráne je séria proteínových komplexov a molekúl nosičov elektrónov, ktoré tvoria elektrónový transportný reťazec (ATĎ) . ETC predstavuje tretiu fázu aeróbneho bunkového dýchania a štádium, v ktorom sa vytvára prevažná väčšina molekúl ATP. ATP je hlavným zdrojom energie v tele a bunky ho využívajú na vykonávanie dôležitých funkcií, ako je svalová kontrakcia a delenie buniek.

Mitochondriálne priestory

Dvojité membrány rozdeľujú mitochondrie na dve odlišné časti: medzimembránový priestor a mitochondriálna matrica . Medzimembránový priestor je úzky priestor medzi vonkajšou membránou a vnútornou membránou, zatiaľ čo mitochondriálna matrica je oblasť, ktorá je úplne uzavretá najvnútornejšou membránou. The mitochondriálna matrica obsahuje mitochondriálnu DNA (mtDNA), ribozómy a enzýmy. Niekoľko krokov v bunkovom dýchaní, vrátane Cyklus kyseliny citrónovej a oxidatívna fosforylácia sa vyskytuje v matrici v dôsledku vysokej koncentrácie enzýmov.

Mitochondriálna reprodukcia

Mitochondrie sú poloautonómne v tom, že sú len čiastočne závislé od replikácie a rastu bunky. Majú vlastnú DNA, ribozómy, vytvárajú si vlastné proteíny a majú určitú kontrolu nad ich reprodukciou. Podobne ako baktérie, mitochondrie majú kruhovú DNA a replikujú sa reprodukčným procesom nazývaným binárne štiepenie. Pred replikáciou sa mitochondrie spájajú v procese nazývanom fúzia. Fúzia je potrebná na udržanie stability, pretože bez nej sa mitochondrie pri delení zmenšia. Tieto menšie mitochondrie nie sú schopné produkovať dostatočné množstvo energie potrebnej pre správnu funkciu buniek.

Cesta do cely

Medzi ďalšie dôležité organely eukaryotických buniek patria:

• Jadro – obsahuje DNA a riadi rast a reprodukciu buniek.
• Ribozómy – pomáhajú pri tvorbe bielkovín.
• Endoplazmatické retikulum - syntetizuje sacharidy a lipidy.
• Golgiho komplex - vyrába, skladuje a vyváža bunkové molekuly.
• lyzozómy - tráviť bunkové makromolekuly.
• Peroxizómy - detoxikuje alkohol, tvorí žlčové kyseliny a odbúrava tuky.
• Cytoskelet - sieť vlákien, ktoré podporujú bunku.
• Cilia a Flagella - bunkové prívesky, ktoré napomáhajú bunkovej lokomócii.

Zdroje

• Encyclopædia Britannica Online, s. v. „mitochondrion“, prístup 7. decembra 2015, http://www.britannica.com/science/mitochondrion.
• Cooper GM. Bunka: Molekulárny prístup. 2. vydanie. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000. Mitochondrie. Dostupné z: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9896/.