Μιτος або mitos «нитка» та κουδριον або khondrion «гранула» двомембранна



Скачати 112.85 Kb.
Дата конвертації19.04.2020
Розмір112.85 Kb.
Мітохондрія (від грец. μιτος або mitos — «нитка» та κουδριον або khondrion — «гранула») — двомембранна органела, присутня у більшості клітин еукаріот[1]. Мітохондрії іноді називають «клітинними електростанціями», тому що вони перетворюють молекули поживних речовин на енергію у формі АТФ через процес відомий як окисне фосфорилювання. Типова еукаріотична клітина містить близько 2 тис. мітохондрій, які займають приблизно одну п'яту її повного об'єму[джерело?]. Мітохондрії містять так звану мітохондріальну ДНК, незалежну від ДНК, розташованої у ядрі клітини. Відповідно до загальноприйнятої ендосимбіотичної теорії, мітохондрії походять з вільноживучих клітин прокаріот, родичів сучасних протеобактерій.

Зміст

  • 1Структура мітохондрії

    • 1.1Зовнішня мембрана

    • 1.2Міжмембранний простір

    • 1.3Внутрішня мембрана

    • 1.4Мітохондріальний матрикс

  • 2Функції мітохондрій

    • 2.1Перелік функцій

    • 2.2Перетворення енергії

      • 2.2.1Піруват та цикл трикарбонових кислот

    • 2.3NADH and FADH2: електронно-транспортний ланцюжок

    • 2.4Виробництво тепла

    • 2.5Депо кальцію

  • 3Походження

  • 4Реплікація

  • 5Примітки

Структура мітохондрії[ред. | ред. код]

Схематичне зображення структури мітохондрії

Мітохондрія оточена внутрішньою і зовнішньою мембранами, складеними з подвійного шару фосфоліпідів і білків. Ці дві мембрани схожі, проте, мають різні властивості. Зовнішня мембрана гладенька, вона не утворює ніяких складок і виростів, товщиною 7 нм. Внутрішня мембрана утворює численні складки, спрямовані в порожнину мітохондрії, товщиною 7 нм. Через цю двомембранну організацію мітохондрія фізично розділена на 5 відділів. Це зовнішня мембрана, міжмембранний простір (простір між зовнішньою і внутрішньою мембранами, 10 нм), внутрішня мембрана, криста (сформована складками внутрішньої мембрани) і матрикс (простір в межах внутрішньої мембрани). Мітохондрія має від 1 до 10 мікрон (μм) за розміром.

Зовнішня мембрана[ред. | ред. код]

Зовнішня мітохондріальна мембрана, що оточує всю органелу, має співвідношення фосфоліпідів до білків подібне до плазматичної мембрани еукаріот (близько 1:1 за вагою). Вона містить численні інтегральні білки — порини, які мають відносно великий внутрішній канал (близько 2-3 нм), що пропускає всі молекули від 5000 Да та менше[2]. Більші молекули можуть перетнути зовнішню мембрану тільки за допомогою активного транспорту. Зовнішня мембрана також містить ферменти, залучений в такі різноманітні активності як подовження жирних кислотокиснення адреналіну і біодеградація триптофану.



Міжмембранний простір[ред. | ред. код]

Міжмембранний простір — це простір між зовнішньою та внутрішньою мембраною мітохондрії. Його товщина становить близько 10-20 нм. Оскільки зовнішня мембрана мітохондрії проникна для невеликих молекул та іонів, їх концентрація в периплазматичному просторі мало відрізняється від їхньої концентрації в цитоплазмі. Для транспортування великих білків, навпаки, необхідні специфічні сигнальні пептиди; тому білкові компоненти периплазматичного простору та цитоплазми відрізняються. Одним із білків, що містяться у периплазматичному просторі, є цитохром c — один з компонентів дихального ланцюга мітохондрій.



Внутрішня мембрана[ред. | ред. код]

Зображення крист в мітохондрії печінки пацюка

Внутрішня мітохондріальна мембрана містить білки з чотирма видами функцій[2]:


  1. Білки, що проводять окиснювальні реакції респіраторного ланцюжка.

  2. АТФ-синтаза, яка виробляє в матриці АТФ.

  3. Специфічні транспортні білки, які регулюють проходження метаболітів між матрицею і цитополазмою.

  4. Системи імпорту білків.

Внутрішня мембрана містить більш ніж 100 різних поліпептидів і має дуже високе співвідношення фосфоліпідів до білків (більш ніж 3:1 за вагою, тобто приблизно 1 білок на 15 молекул фосфоліпідів). Додатково, внутрішня мембрана багата на незвичайний фосфоліпід кардіоліпін, який є зазвичай характеристикою бактерійних плазматичних мембран. На відміну від зовнішньої мембрани, внутрішня мембрана не містить порінів і тому надзвичайно непроникна; майже всі іони і молекули вимагають спеціальних мембранніих транспортних білків для проникнення до та з матриксу. Крім того, через внутрішню мембрану підтримується мембранний потенціал.

Внутрішня мембрана розділяється на численні кристи[en], які розширюють зовнішню область внутрішньої мітохондріальної мембрани, збільшуючи її здатність виробляти АТФ. У типової мітохондрії печінки, наприклад, зовнішня область, зокрема кристи, — приблизно у п'ять разів перевищує площу зовнішньої мембрани. Мітохондрії клітин які мають вищі потреби в АТФ, наприклад, м'язові клітини, містять більше крист, ніж типова мітохондрія печінки.



Мітохондріальний матрикс[ред. | ред. код]

Докладніше: Мітохондріальний матрикс

Матрикс — простір, обмежений внутрішньою мембраною. Матрикс містить надзвичайно сконцентровану суміш сотень ферментів, на додаток до спеціальних мітохондріальних рибосомтРНК і декількох копій мітохондріальної ДНК. Головні функції ферментів включають окиснення пірувата і жирних кислот, та цикл трикарбонових кислот[2].

Мітохондрії мають свій власний генетичний матеріал і системи для виробництва власної РНК і білків (Див. синтез білків). Ця нехромосомна ДНК кодує нечисленні мітохондріальні пептиди (13 у людини), що використовуються у внутрішній мітохондріальній мембрані разом з білками що кодуються генами клітинного ядра.

Функції мітохондрій[ред. | ред. код]



Перелік функцій[ред. | ред. код]

Хоча добре відомо, що мітохондрії перетворюють органічні речовини на клітинне «паливо» у формі АТФ, мітохондрії також грають важливу роль в багатьох процесах метаболізму, наприклад:



  • Апоптоз — запрограмована смерть клітини;

  • Екзітотоксичне пошкодження нейронів за допомогою глютамату;

  • Клітинний ріст;

  • Регулювання клітинного окисно-відновлювального стану;

  • Синтез гему;

  • Синтез стероїдів.

Деякі мітохондріальні функції виконуються тільки в специфічних видах клітин. Наприклад, мітохондрії в клітинах печінки містять ферменти, які дозволяють їм детоксифікувати аміак, побічний продукт метаболізму білків. Мутація в генах регулюючих будь-яку з цих функцій, може приводити до мітохондріальних хвороб[en].

Отже найголовніша функція — це синтез АТФ.



Перетворення енергії[ред. | ред. код]

Основна роль мітохондрій — виробництво АТФ, що відображається великим числом білків у внутрішній мембрані призначених для цього завдання. Це робиться за рахунок окиснювання основних продуктів гліколізупірувату і NADH, які виробляються в цитозолі. Цей процес клітинного дихання, відомого як аеробне дихання, залежить від присутності кисню. Коли кисень обмежений, гліколітична продукція метаболізується процесом анаеробного дихання, який протікає незалежно від мітохондрій. Виробництво АТФ з глюкози дає приблизно в 15 разів більше енергії при аеробному диханні, ніж при анаеробному.



Піруват та цикл трикарбонових кислот[ред. | ред. код]

Основні статті: Декарбоксиляція піруватуцикл трикарбонових кислот

Кожна молекула пірувату, вироблена в процесі гліколізу, активно транспортується через внутрішню мітохондріальну мембрану в матрицю, де вона окиснюється і комбінується з коферментом A, утворюючи молекули CO2ацетил-КоА і NADH.



NADH and FADH2: електронно-транспортний ланцюжок[ред. | ред. код]

Основна стаття: Електронно-транспортний ланцюжок

Виробництво тепла[ред. | ред. код]

У спеціалізованих тканинах деяких організмів головною функцією мітохондрій є виробництво тепла, що здійснюється завдяки роз'єднанню процесів окисного фосфорилювання та синтезу АТФ. Зокрема таку особливість має бурий жир наявний у новонароджених ссавців та звірів, які впадають у сплячку. Таку ж функцію виконують мітохондрії у тканинах суцвіття Symplocarpus foetidus, які рано навесні сильно нагріваються для того, щоб збільшити випаровування пахучих речовин для приваблення запилювачів[3].



Депо кальцію[ред. | ред. код]



Цей розділ потребує доповнення(вересень 2014)

Походження[ред. | ред. код]

Див. також: Ендосимбіотична теорія

Реплікація[ред. | ред. код]



Див. також: Мітохондріальна ДНК

Примітки[ред. | ред. код]



    1.  Henze, K.; W. Martin (2003). Evolutionary biology: Essence of mitochondria. Nature 426: 127–128.

    2. ↑ Перейти до:а б в Alberts, Bruce; et. al. (1994). Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Publishing Inc.

    3.  Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2007). Biochemistry (вид. 6th). W.H. Freeman and Company. с. 533. ISBN 0-7167-8724-5.



Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Мітохондрія





Це незавершена стаття з клітинної біології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.



[сховати]

  • п

  • о

  • р

Структура клітини/Органели клітини







Ядро (і Ядерце·  Цитоплазма ·  Цитозоль







Ендомембранна система

Клітинна мембрана ·  Ядерна мембрана  ·  Ендоплазматичний ретикулум ·  Комплекс Ґольджі

ВезикулиВакуоля ·  Скоротлива вакуоля ·  Лізосома ·  Фагосома ·  Фаголізосома ·  Ендосома ·  Екзосома

Меланосома ·  Пероксисома ·  Гліоксисома ·  Акросома







Цитоскелет

Мікротрубочки ·  Мікрофіламенти ·  Проміжні філаменти ·  Міофібрила ·  Цитоскелет прокаріот

Центр організації мікротрубочокЦентросома/Центріоль ·  Базальне тільце ·  Джгутик/Війка ·  Аксонема







Ендосимбіонти

Мітохондрія (Мітохондріальна рибосома·  ПластидиХлоропласт ·  Лейкопласт ·  Хромопласт ·  Пропластида







Інші внутрішні структури

Рибосома ·  Протеасома ·  Стигма ·  Сплайсосома ·  Звід ·  Екзосома (комплекс)







Зовнішні структури

Клітинна стінка ·  Позаклітинний матрикс



Категорії

  • Мітохондрії

  • Метаболізм

Навігаційне меню

  • Ви не увійшли до системи

  • Обговорення

  • Внесок

  • Створити обліковий запис

  • Увійти

  • Стаття

  • Обговорення

  • Читати

  • Редагувати

  • Редагувати код

  • Переглянути історію

Пошук

Начало формы



Конец формы

  • Головна сторінка

  • Поточні події

  • Нові редагування

  • Нові сторінки

  • Випадкова стаття

Участь

  • Портал спільноти

  • Кнайпа

  • Довідка

  • Пожертвувати

Інструменти

  • Посилання сюди

  • Пов'язані редагування

  • Спеціальні сторінки

  • Постійне посилання

  • Інформація про сторінку

  • Елемент Вікіданих

  • Цитувати сторінку

  • Статистика відвідувань

  • Посилання за ID

В інших проектах

  • Вікісховище

Друк/експорт

  • Створити книгу

  • Завантажити як PDF

  • Версія до друку

Іншими мовами

  • Беларуская

  • Български

  • Ελληνικά

  • English

  • Magyar

  • Polski

  • Română

  • Русский

  • Türkçe

Ще 81

Редагувати посилання

  • Цю сторінку востаннє відредаговано о 16:17, 4 січня 2020.

  • Текст доступний на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike; також можуть діяти додаткові умови. Детальніше див. Умови


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка