Mitokondrid on iga raku üks tähtsamaid komponente. Neid nimetatakse ka kondriosoomideks. Need on granuleeritud või filamentsed organellid, mis on taimede ja loomade tsütoplasma lahutamatu osa. Nad on ATP molekulide tootjad, mis on rakus paljude protsesside jaoks nii vajalikud.
Mis on mitokondrid?
Mitokondrid on rakkude energiabaas, nende tegevus põhineb orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil ja ATP molekulide lagunemisel vabaneva energia kasutamisel. Bioloogid nimetavad seda lihtsas keeles jaamaks rakkude jaoks energia tootmiseks.
Aastal 1850 tuvastati mitokondrid graanulitena lihastes. Nende arv varieerus sõltuv alt kasvutingimustest: nad kogunevad rohkem nendesse rakkudesse, kus on suur hapnikupuudus. See juhtub kõige sagedamini füüsilise koormuse ajal. Sellistes kudedes on äge energiapuudus, mida täiendavad mitokondrid.
Termina ja koha ilmumine sümbiogeneesi teoorias
1897. aastal võttis Bend esmakordselt kasutusele mõiste "mitokondrid", mis tähistab rakkude tsütoplasma granulaarset ja filamentset struktuuri. Kujult ja suuruselt nadon mitmekesised: paksus on 0,6 mikronit, pikkus 1 kuni 11 mikronit. Harvadel juhtudel võivad mitokondrid olla suured ja hargnenud.
Sümbiogeneesi teooria annab selge ettekujutuse sellest, mis on mitokondrid ja kuidas need rakkudesse ilmusid. See ütleb, et kondriosoom tekkis bakterirakkude, prokarüootide poolt kahjustamise käigus. Kuna nad ei saanud autonoomselt kasutada hapnikku energia tootmiseks, takistas see nende täielikku arengut ja eellasloomad said takistamatult areneda. Evolutsiooni käigus võimaldas nendevaheline ühendus eellasloomadel oma geene edasi anda praegustele eukarüootidele. Tänu sellele arengule ei ole mitokondrid enam iseseisvad organismid. Nende geenifondi ei saa täielikult realiseerida, kuna see on osaliselt blokeeritud ensüümide poolt, mis on mis tahes rakus.
Kus nad elavad?
Mitokondrid on koondunud tsütoplasma nendesse piirkondadesse, kus on vajadus ATP järele. Näiteks südame lihaskoes paiknevad need müofibrillide läheduses ja spermatosoidides moodustavad nad žguti telje ümber kaitsva maskeeringu. Seal toodavad nad palju energiat, et "saba" pöörlema hakkaks. Nii liigub sperma munaraku suunas.
Rakkudes moodustuvad uued mitokondrid eelmiste organellide lihtsa jagunemise teel. Selle ajal säilib kogu pärilik teave.
Mitokondrid: kuidas nad välja näevad
Mitokondrite kuju meenutab silindrit. Neid leidub sageli eukarüootides, hõivates 10–21% raku mahust. Nende suurused javormid erinevad paljudes aspektides ja võivad olenev alt tingimustest muutuda, kuid laius on konstantne: 0,5-1 mikronit. Kondriosoomide liikumised sõltuvad kohtadest rakus, kus toimub kiire energiakulu. Liikuge läbi tsütoplasma, kasutades liikumiseks tsütoskeleti struktuure.
Asendavad erineva suurusega mitokondrid, mis töötavad üksteisest eraldi ja varustavad tsütoplasma teatud piirkondi energiaga, on pikad ja hargnenud mitokondrid. Nad on võimelised andma energiat üksteisest kaugel asuvatele rakkude piirkondadele. Sellist kondriosoomide ühist tööd ei täheldata mitte ainult üherakulistes, vaid ka mitmerakulistes organismides. Kondriosoomide kõige keerulisem struktuur esineb imetajate skeletilihastes, kus suurimad hargnenud kondriosoomid on omavahel ühendatud intermitokondriaalsete ristmike (IMC) abil.
Need on kitsad vahed külgnevate mitokondriaalsete membraanide vahel. Sellel ruumil on suur elektrontihedus. MMK-d esinevad sagedamini südamelihase rakkudes, kus nad seonduvad töötavate kondriosoomidega.
Probleemi paremaks mõistmiseks peate lühid alt kirjeldama mitokondrite tähtsust, nende hämmastavate organellide struktuuri ja funktsioone.
Kuidas neid tehakse?
Selleks, et mõista, mis on mitokondrid, peate teadma nende struktuuri. See ebatavaline energiaallikas on pallikujuline, kuid sagedamini piklik. Need kaks membraani on lähestikku:
- välimine (sile);
- sisemine,mis moodustab lehekujulise (cristae) ja toruja (tuubulite) kujuga väljakasvu.
Kui te ei võta arvesse mitokondrite suurust ja kuju, on neil sama struktuur ja funktsioon. Kondriosoom on piiritletud kahe membraaniga, mille suurus on 6 nm. Mitokondrite välismembraan meenutab anumat, mis kaitseb neid hüaloplasma eest. Sisemembraani eraldab välimisest 11–19 nm laiune sektsioon. Sisemembraani eripäraks on selle võime eenduda mitokondritesse, võttes lamedate ribide kujul.
Mitokondrite sisemine õõnsus on täidetud maatriksiga, millel on peeneteraline struktuur, kus mõnikord leidub niite ja graanuleid (15-20 nm). Maatriksi niidid loovad organellide DNA molekule ja väikesed graanulid loovad mitokondriaalsed ribosoomid.
ATP süntees toimub esimesel etapil hüaloplasmas. Selles etapis toimub substraatide või glükoosi esialgne oksüdatsioon püroviinamarihappeks. Need protseduurid toimuvad ilma hapnikuta – anaeroobne oksüdatsioon. Energiatootmise järgmine etapp on ATP aeroobne oksüdatsioon ja lagunemine, see protsess toimub rakkude mitokondrites.
Mida teevad mitokondrid?
Selle organelli põhifunktsioonid on:
- energia tootmine rakkudele;
-
päriliku teabe talletamine enda DNA kujul.
toimub mitokondrites
Oma desoksüribonukleiinhappe olemasolu mitokondrites kinnitab veel kord nende sümbiootiliste ainete ilmumise teooriatorganellid. Samuti osalevad nad lisaks põhitööle hormoonide ja aminohapete sünteesis.
Mitokondrite patoloogia
Mitokondrite genoomis esinevad mutatsioonid põhjustavad masendavaid tagajärgi. Inimese päriliku teabe kandja on DNA, mis edastatakse järglastele vanematelt ja mitokondri genoom edastatakse ainult em alt. Seda asjaolu seletatakse väga lihts alt: lapsed saavad tsütoplasma koos sellesse suletud kondriosoomidega koos emase munaga, need puuduvad spermatosoidides. Selle häirega naised võivad mitokondriaalse haiguse oma järglastele edasi anda, haige mees aga mitte.
Norma altingimustes on kondriosoomidel sama DNA koopia – homoplasmia. Mitokondriaalses genoomis võivad esineda mutatsioonid, tervete ja muteerunud rakkude kooseksisteerimise tõttu tekib heteroplasmia.
Tänu kaasaegsele meditsiinile on tänaseks tuvastatud üle 200 haiguse, mille põhjuseks oli mitokondri DNA mutatsioon. Mitte kõigil juhtudel, kuid mitokondriaalsed haigused alluvad hästi terapeutilisele hooldusele ja ravile.
Nii me mõtlesime välja küsimuse, mis on mitokondrid. Nagu kõik teised organellid, on need raku jaoks väga olulised. Nad osalevad kaudselt kõigis energiat nõudvates protsessides.
