Τα μιτοχόνδρια είναι ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά κάθε κυττάρου. Ονομάζονται επίσης χονδριοσώματα. Πρόκειται για κοκκώδη ή νηματώδη οργανίδια που αποτελούν αναπόσπαστο μέρος του κυτταροπλάσματος των φυτών και των ζώων. Είναι οι παραγωγοί των μορίων ATP, τα οποία είναι τόσο απαραίτητα για πολλές διεργασίες στο κύτταρο.
Τι είναι τα μιτοχόνδρια;
Τα μιτοχόνδρια είναι η ενεργειακή βάση των κυττάρων, η δραστηριότητά τους βασίζεται στην οξείδωση των οργανικών ενώσεων και στη χρήση της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση των μορίων ATP. Οι βιολόγοι σε απλή γλώσσα το αποκαλούν σταθμό παραγωγής ενέργειας για τα κύτταρα.
Το 1850, τα μιτοχόνδρια αναγνωρίστηκαν ως κόκκοι στους μύες. Ο αριθμός τους ποικίλλει ανάλογα με τις συνθήκες ανάπτυξης: συσσωρεύονται περισσότερο σε εκείνα τα κύτταρα όπου υπάρχει μεγάλη ανεπάρκεια οξυγόνου. Αυτό συμβαίνει συχνότερα κατά τη διάρκεια της σωματικής άσκησης. Σε τέτοιους ιστούς, υπάρχει οξεία έλλειψη ενέργειας, η οποία αναπληρώνεται από τα μιτοχόνδρια.
Η εμφάνιση του όρου και της θέσης στη θεωρία της συμβιογένεσης
Το 1897, ο Bend εισήγαγε για πρώτη φορά την έννοια του «μιτοχονδρίου» για να δηλώσει την κοκκώδη και νηματώδη δομή στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Σε σχήμα και μέγεθοςείναι διαφορετικά: το πάχος είναι 0,6 μικρά, το μήκος είναι από 1 έως 11 μικρά. Σε σπάνιες περιπτώσεις, τα μιτοχόνδρια μπορεί να είναι μεγάλα και διακλαδισμένα.
Η θεωρία της συμβιογένεσης δίνει μια σαφή ιδέα για το τι είναι τα μιτοχόνδρια και πώς εμφανίστηκαν στα κύτταρα. Λέει ότι το χονδριόσωμα προέκυψε κατά τη διαδικασία της βλάβης από βακτηριακά κύτταρα, προκαρυώτες. Δεδομένου ότι δεν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν αυτόνομα το οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια, αυτό εμπόδισε την πλήρη ανάπτυξή τους και οι προγονοί μπορούσαν να αναπτυχθούν ανεμπόδιστα. Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, η μεταξύ τους σύνδεση έδωσε τη δυνατότητα στα προγενήτα να περάσουν τα γονίδιά τους σε ευκαρυώτες τώρα. Χάρη σε αυτή την πρόοδο, τα μιτοχόνδρια δεν είναι πλέον ανεξάρτητοι οργανισμοί. Η δεξαμενή γονιδίων τους δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως, καθώς αποκλείεται εν μέρει από ένζυμα που βρίσκονται σε οποιοδήποτε κύτταρο.
Πού μένουν;
Τα μιτοχόνδρια συγκεντρώνονται σε εκείνες τις περιοχές του κυτταροπλάσματος όπου υπάρχει ανάγκη για ATP. Για παράδειγμα, στον μυϊκό ιστό της καρδιάς, βρίσκονται κοντά στα μυοϊνίδια και στα σπερματοζωάρια σχηματίζουν μια προστατευτική μεταμφίεση γύρω από τον άξονα του τουρνικέ. Εκεί παράγουν πολλή ενέργεια για να γυρίζει η «ουρά». Έτσι κινείται το σπέρμα προς το ωάριο.
Στα κύτταρα, τα νέα μιτοχόνδρια σχηματίζονται με απλή διαίρεση προηγούμενων οργανιδίων. Κατά τη διάρκεια αυτής, όλες οι κληρονομικές πληροφορίες διατηρούνται.
Μιτοχόνδρια: πώς μοιάζουν
Το σχήμα των μιτοχονδρίων μοιάζει με κύλινδρο. Συχνά βρίσκονται σε ευκαρυώτες, καταλαμβάνοντας από 10 έως 21% του όγκου των κυττάρων. Τα μεγέθη τους καιοι μορφές διαφέρουν από πολλές απόψεις και μπορούν να αλλάξουν ανάλογα με τις συνθήκες, αλλά το πλάτος είναι σταθερό: 0,5-1 microns. Οι κινήσεις των χονδριοσωμάτων εξαρτώνται από τις θέσεις του κυττάρου όπου γίνεται η ταχεία κατανάλωση ενέργειας. Μετακινηθείτε μέσα από το κυτταρόπλασμα, χρησιμοποιώντας τις δομές του κυτταροσκελετού για να μετακινηθείτε.
Η αντικατάσταση των μιτοχονδρίων διαφορετικών μεγεθών, που λειτουργούν χωριστά το ένα από το άλλο και παρέχουν ενέργεια σε ορισμένες περιοχές του κυτταροπλάσματος, είναι μακρά και διακλαδισμένα μιτοχόνδρια. Είναι σε θέση να παρέχουν ενέργεια σε περιοχές των κυττάρων που είναι μακριά το ένα από το άλλο. Τέτοια κοινή εργασία των χονδριοσωμάτων παρατηρείται όχι μόνο σε μονοκύτταρους οργανισμούς, αλλά και σε πολυκύτταρους οργανισμούς. Η πιο περίπλοκη δομή των χονδριοσωμάτων εμφανίζεται στους σκελετικούς μύες των θηλαστικών, όπου τα μεγαλύτερα διακλαδισμένα χονδριοσώματα ενώνονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ενδιάμεσες συνδέσεις (IMCs).
Είναι στενά κενά μεταξύ γειτονικών μιτοχονδριακών μεμβρανών. Αυτός ο χώρος έχει υψηλή πυκνότητα ηλεκτρονίων. Τα MMK είναι πιο κοινά στα κύτταρα του καρδιακού μυός, όπου συνδέονται με τα χονδροσώματα που λειτουργούν.
Για να κατανοήσετε καλύτερα το ζήτημα, πρέπει να περιγράψετε εν συντομία τη σημασία των μιτοχονδρίων, τη δομή και τις λειτουργίες αυτών των καταπληκτικών οργανιδίων.
Πώς φτιάχνονται;
Για να καταλάβετε τι είναι τα μιτοχόνδρια, πρέπει να γνωρίζετε τη δομή τους. Αυτή η ασυνήθιστη πηγή ενέργειας έχει σχήμα μπάλας, αλλά πιο συχνά επιμήκη. Οι δύο μεμβράνες είναι κοντά μεταξύ τους:
- εξωτερικό (λείο);
- εσωτερικό,που σχηματίζει αποφύσεις σε σχήμα φύλλου (cristae) και σωληνωτού σχήματος (σωληνάρια).
Αν δεν λάβετε υπόψη το μέγεθος και το σχήμα των μιτοχονδρίων, έχουν την ίδια δομή και λειτουργία. Το χονδριόσωμα οριοθετείται από δύο μεμβράνες, μεγέθους 6 nm. Η εξωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων μοιάζει με δοχείο που τα προστατεύει από το υαλόπλασμα. Η εσωτερική μεμβράνη χωρίζεται από την εξωτερική με ένα τμήμα πλάτους 11–19 nm. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της εσωτερικής μεμβράνης είναι η ικανότητά της να προεξέχει στα μιτοχόνδρια, παίρνοντας τη μορφή πεπλατυσμένων ραβδώσεων.
Η εσωτερική κοιλότητα των μιτοχονδρίων είναι γεμάτη με μια μήτρα, η οποία έχει λεπτόκοκκη δομή, όπου μερικές φορές εντοπίζονται νήματα και κόκκοι (15-20 nm). Τα νήματα της μήτρας δημιουργούν μόρια DNA οργανιδίων και οι μικροί κόκκοι δημιουργούν μιτοχονδριακά ριβοσώματα.
Η σύνθεση
ΑΤΡ στο πρώτο στάδιο λαμβάνει χώρα στο υαλόπλασμα. Σε αυτό το στάδιο, υπάρχει μια αρχική οξείδωση των υποστρωμάτων ή της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό οξύ. Οι διαδικασίες αυτές γίνονται χωρίς οξυγόνο - αναερόβια οξείδωση. Το επόμενο στάδιο παραγωγής ενέργειας είναι η αερόβια οξείδωση και διάσπαση του ATP, αυτή η διαδικασία συμβαίνει στα μιτοχόνδρια των κυττάρων.
Τι κάνουν τα μιτοχόνδρια;
Οι κύριες λειτουργίες αυτού του οργανιδίου είναι:
- παραγωγή ενέργειας για κύτταρα;
-
αποθήκευση κληρονομικών πληροφοριών με τη μορφή του δικού του DNA.
συμβαίνει στα μιτοχόνδρια
Η παρουσία του δικού του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος στα μιτοχόνδρια επιβεβαιώνει για άλλη μια φορά τη συμβιωτική θεωρία της εμφάνισης αυτώνοργανίδια. Επίσης, εκτός από την κύρια εργασία, συμμετέχουν στη σύνθεση ορμονών και αμινοξέων.
Μιτοχονδριακή παθολογία
Μεταλλάξεις που συμβαίνουν στο γονιδίωμα των μιτοχονδρίων οδηγούν σε καταθλιπτικές συνέπειες. Ο φορέας της ανθρώπινης κληρονομικής πληροφορίας είναι το DNA, το οποίο μεταδίδεται στους απογόνους από τους γονείς και το μιτοχονδριακό γονιδίωμα μεταδίδεται μόνο από τη μητέρα. Αυτό το γεγονός εξηγείται πολύ απλά: τα παιδιά λαμβάνουν κυτταρόπλασμα με χονδροσώματα κλεισμένα σε αυτό μαζί με ένα θηλυκό ωάριο, απουσιάζουν στα σπερματοζωάρια. Οι γυναίκες με αυτή τη διαταραχή μπορούν να μεταδώσουν μια μιτοχονδριακή νόσο στους απογόνους τους, αλλά ένας άρρωστος άνδρας δεν μπορεί.
Υπό κανονικές συνθήκες, τα χονδριοσώματα έχουν το ίδιο αντίγραφο DNA - ομοπλασία. Μπορούν να συμβούν μεταλλάξεις στο μιτοχονδριακό γονιδίωμα, λόγω της συνύπαρξης υγιών και μεταλλαγμένων κυττάρων, εμφανίζεται ετεροπλασία.
Χάρη στη σύγχρονη ιατρική, μέχρι σήμερα έχουν εντοπιστεί περισσότερες από 200 ασθένειες, η αιτία των οποίων ήταν μια μετάλλαξη του μιτοχονδριακού DNA. Όχι σε όλες τις περιπτώσεις, αλλά οι μιτοχονδριακές ασθένειες ανταποκρίνονται καλά στη θεραπευτική συντήρηση και θεραπεία.
Έτσι, καταλάβαμε το ερώτημα τι είναι τα μιτοχόνδρια. Όπως όλα τα άλλα οργανίδια, είναι πολύ σημαντικά για το κύτταρο. Συμμετέχουν έμμεσα σε όλες τις διαδικασίες που απαιτούν ενέργεια.
