| Мітохондрії |
|
Мітохондрії Мітохондрії (від грец. mitos — нитка і chondron — зерня) належать до енергопродукційної системи клітини і до мембранного типу органел. Виявлено, що ферменти циклу Кребса та дихального ланцюга окислювального фосфорилювання локалізуються в мітохондріях. Мітохондрії присутні в усіх еукаріотичних клітинах, за винятком окремих видів амеб та зрілих еритроцитів тварин. Гомологами мітохондрій у прокаріот є мезосоми (від грец. mesos — середній і soma — тіло) — складчасті випинання клітинної мембрани.Будова мітохондрій. Розрізняють видовжені (овальні або циліндричні), інколи розгалужені мітохондрії завдовжки 3–7 мкм і завтовшки 0,2–1 мкм та круглі (кулясті) діаметром 0,2–1 мкм. Електронномікроскопічно виявлено, що мітохондрія зверху оточена гладкою мембраною, під нею знаходиться складчаста, яка утворює кристи (гребені), вміст мітохондрії носить назву матрикса (рис. 2.23). На нефіксованих електронномікроскопічних препаратах з обох боків крист виявлені дрібні грибоподібні тільця, головки яких мають близько 9 нм у діаметрі, а ніжки 3–4 нм завтовшки. Ці тільця названі оксисомами, містять ферменти, що беруть участь в окислювальному фосфорилюванні, тобто у приєднанні фосфатних залишків до аденозиндифосфату (АДФ) з утворенням АТФ (аденозинтрифосфосфату, або аденозинтрифосфорної кислоти). Функції мітохондрій. Мітохондрії беруть участь в енергетичних процесах клітини, вони містять ферменти, зв’язані з утворенням енергії і клітинним диханням. Іншими словами, мітохондрія є своєрідною біохімічною мініфабрикою, яка трансформує (перетворює, а не продукує) енергію органічних сполук (наприклад, жирних кислот) на ужиткову енергію, біологічно поміщену в АТФ (“мініакумулятор”). Мітохондрії постійно рухаються, здійснюючи обертальні рухи, завдяки яким вони переміщуються, наближаючись до структур, що використовують багато енергії. Ця енергія повинна бути біологічно ужитковою, тобто такою, яку легко можна використовувати для потреб клітини, найкращою є хімічна енергія акумульована в АТФ. В окремих клітинах рух мітохондрій обмежений лише визначеним простором, наприклад, у волокнах поперечнопосмугованих м’язів між міофібрилами. У мітохондріях енергетичний процес починається в матриксі, де відбувається розщеплення пірувату в циклі трикарбонових кислот. Під час цього процесу звільнюються атоми водню. Транспорт атомів водню здійснюється по ланцюгу НАДН à ФАДН2 à КоQН2, в якому виділяється його кінетична енергія у вигляді теплоти. Далі атом водню дисоціює на протон і електрон), які акцептуються коферментом нікотинамідаденіндинуклеотидом (НАД). Відтак електрони водню передаються по ланцюгу дихальних ферментів — флавопротеїдів і цитохромів, вивільнюють свою кінетичну енергію, а в кінці з’єднуються з протонами і утворюють молекули води. Енергія, яка при цьому звільнюється, використовується в декількох точках дихального ланцюга для здійснення реакції фосфорилювання — синтезу АТФ, тобто приєднання фосфатної групи до АДФ. Це відбувається на внутрішній мембрані мітохондрій. Електрохімічний потенціал, що виникає в результаті роботи ланцюга переносу електронів, забезпечує транспорт усередину мітохондрії іонів К+, Са2+, Mg2+. Таким чином, реакція окиснення (переносу електронів) спряжена (тісно поєднана) з реакціями фосфорилювання, коли 55% енергії йде на синтез АТФ, а 45% розсівається у вигляді теплової енергії. При інфекційних захворюваннях, дії несприятливих фізико-хімічних факторів (температури, радіації тощо), ці процеси роз’єднуються, більше енергії випромінюється у вигляді теплової, і тому підвищується температура в клітині і в організмі. Крім того, мітохондрії беруть участь у регуляції обміну води, депонуванні іонів кальцію, продукції попередників стероїдних гормонів. Локалізація мітохондрій. Мітохондрії можуть бути розсіяні по всій цитоплазмі або зосереджені в ділянках, де виникає найбільша потреба в АТФ. Часто мітохондрії розміщені рівномірно по цитоплазмі (наприклад, у печінкових клітинах). Відзначена особлива локалізація мітохондрій в поперечнопосмугованих м’язах — уздовж міофібрил, в хвості сперматозоїда — біля його основи, в покручених канальцях нирки — в складках плазмолеми на базальному полюсі клітин, в нервовій системі — в ділянці синапсів, у парієтальних клітинах залоз шлунка — щільно біля агранулярної ендоплазматичної сітки. Кількість мітохондрій у клітинах різних типів буває різною і залежить від енергетичних потреб клітини. Так, у печінкових клітинах налічують до 500 дрібних мітохондрій, тоді як у малих лімфоцитах крові їх всього декілька. Кількість крист у мітохондріях також пов’язана з енергетичними потребами клітини, зокрема в м’язових клітинах мітохондрії містять дуже велику кількість крист. При підвищеній функції клітини мітохондрії набувають більш овальної або видовженої форми і кількість крист у них зростає. Оновлення мітохондрій. Мітохондрії належать до самореплікуючих (здатних до розмноження) органел. Оновлення мітохондрій відбувається протягом всього клітинного циклу. Наприклад, в клітинах печінки вони замінюються новими через близько 10 днів. Найбільш вірогідним шляхом відтворення мітохондрій вважають їх поділ: посередині мітохондрії з’являється перетяжка або виникає перегородка, після чого органели розпадаються на дві нові мітохондрії. Всі опубліковані на сайті матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення. Копіювання та використання інформації суворо заборонено. |
| < Попередня | Наступна > |
|---|
