Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

Содержание
  1. Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках
  2. Изменения образа жизни 
  3. Добавки
  4. Митохондрии — нечто большее, чем «фабрики энергии»
  5. Не все клетки одинаковые
  6. «Митос» и «хондрос»
  7. Строение митохондрий
  8. Различия в генах митохондрий
  9. Мутации митохондрий
  10. Происхождение митохондрий: теория эндосимбионтов
  11. Митохондрии
  12. Что такое митохондрии и их роль
  13. Происхождение митохондрии
  14. Строение митохондрии
  15. Функции митохондрии
  16. Ферменты митохондрий
  17. Митохондрии, видео
  18. Строение и функции митохондрий. Сходства и различия с хлоропластом
  19. Особенности строения
  20. Расположение в клетке и деление
  21. Функции в клетке
  22. Сходство митохондрий и хлоропластов
  23. Функции митохондрий
  24. Строение митохондрий
  25. Процессы, происходящие в митохондриях
  26. Наружная мембрана митохондрий
  27. Внутренняя мембрана митохондрий
  28. Межмембранное пространство митохондрий
  29. Матрикс митохондрий
  30. Рибосомы митохондрий

Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

Митохондрии буквально обеспечивают нашу производительность, продуктивность и здоровье. Это клеточные машины или органеллы, которые создают энергию из пищи.

Основной тезис одного из самых известных в мире биохакеров Дэвида Эспри заключается в том, что именно митохондриальная дисфункция или недостаточность тесно связаны со следующими общими проявлениями слабости мозга:

  • Забывчивость
  • Постоянная тяга к еде
  • Неспособность сосредоточиться
  • Отсутствие энергии
  • Плохое настроение

Есть много способов оптимизировать митохондриальную функцию путем изменения диеты и образа жизни, а также внесения в рацион добавок. Улучшение здоровья митохондрий может повысить уровень энергии и улучшить физическое здоровье и иммунитет, в конечном итоге увеличивая вашу продолжительность жизни.

Изменения образа жизни 

1) Прерывистый пост
Ограничение калорий и периодическое голодание, например, в течение фиксированных часов дня, снижает уровень энергии в организме. Чтобы компенсировать это, уровни NAD+ увеличиваются, что увеличивает способность митохондрий продуцировать АТФ. Это приводит к последующему повышению уровня АТФ из-за улучшения функции митохондрий.

2) Физические упражнения
Подобно ограничению калорий и посту, тренировки истощают энергию тела. Это, в свою очередь, улучшает функцию митохондрий за счет увеличения доступности молекул NAD+, необходимых для образования АТФ. Кроме того, физические упражнения требуют энергии от мышц для питания и обеспечения кислородом всего тела.

Регулярная физическая нагрузка увеличивает количество митохондрий в мышечных клетках, чтобы адекватные уровни АТФ могли быть предоставлены для использования во время физической нагрузки.

Фактически, одно исследование на 8 здоровых пожилых добровольцах показало, что всего 2 недели высокоинтенсивных интервальных тренировок (HIIT) значительно повысили митохондриальную функцию в мышцах.

3) Холод
Холодные температуры оказывают сильное влияние на число митохондрий. Подвержение крыс плаванию при низких температурах (23 ° C) увеличивало образование митохондрий за счет увеличения белка, ответственного за инициацию синтеза митохондрий (PGC-1alpha). 

4) Кетогенная диета
Кетогенная диета — это диета с высоким содержанием жиров и низким содержанием углеводов, которая переключает ваше тело с использования углеводов на использование жиров в качестве источника энергии.

Когда мы расщепляем жиры для получения энергии, образуются маленькие молекулы, называемые кетоновыми телами, которые используются для производства АТФ вместо глюкозы. Это приводит к улучшению митохондриальной функции (PGC-1alpha, SIRT1/3, активации AMPK), более высоким уровням АТФ из транспортной цепи электронов и общему здоровью клеток.

Одно исследование показало, что кетогенная диета замедляет митохондриальную миопатию (мышечное заболевание) у мышей, частично увеличивая количество новых митохондрий (митохондриальный биогенез).

Добавки

1) CoQ10
Коэнзим Q10 — это молекула антиоксиданта, которая естественным образом вырабатывается в клеточной мембране ваших митохондрий. Его главная задача — помочь вашим митохондриям вырабатывать энергию более эффективно, одновременно защищая от окислительного стресса, вызываемого производством энергии.

2) Креатин
Креатин является одним из самых безобидных, тщательно изученных повышающих эффективность веществ. В течение десятилетий он был основным продуктом у спортсменов, но он также улучшает рабочую память и интеллект.

3) PQQ (пирролохинолинхинон)
По структуре PQQ очень похож на CoQ10 (и имеет несколько схожих полезных функций).

PQQ оказывает измеримое влияние на митохондриальную функцию, может вызывать митохондриальный биогенез, а также действует как антиоксидант для защиты от окислительного стресса и поддержки реакции организма на воспаление.

Единственная проблема с PQQ заключается в том, что он очень плохо всасывается, если вы не принимаете добавки, оптимизированные для выживания в кислой среде желудка и всасывания через кишечник.

4) Масло криля
Масло криля богато DHA, EPA и астаксантином, которые в совокупности помогают поддерживать здоровую структуру мозга и обеспечивают свободное общение нейронов в мозге. Кроме того, астаксантин — это соединение, которое защищает митохондрии от окислительного стресса и поддерживает их здоровое функционирование.

5) Прекурсоры нейротрансмиттеров

Нейротрансмиттеры — это химические посредники, которые посылают сигналы от одного нейрона к другому. Для того, чтобы ваш организм создавал нейротрансмиттеры, ему нужны правильные питательные вещества.

Если вы не получаете достаточного количества необходимых питательных веществ, выработка нейротрансмиттеров может снизиться.

Это может привести к несбалансированному настроению, снижению мотивации и сосредоточенности, ухудшенному самочувствию и другим нарушениям когнитивной деятельности. 

Дофамин: Наличие адекватного уровня дофамина связано со способностями в принятии решений и производительностью; думайте о нем как о своей «молекуле мотивации», которая дает вам силу воли, чтобы избежать импульсов и отвлекающих факторов и достичь ваших целей. Дофамин синтезируется из аминокислот, которые в большом количестве содержатся в таких продуктах, как говядина, курица, индейка, авокадо и миндаль. Кроме того, вы можете дополнить свой рацион аминокислотами для поддержки производства дофамина.

Серотонин: этот нейротрансмиттер наиболее тесно связан с настроением. Недостаток серотонина может быть связан с чувством гнева или грусти.

Его правильные уровни также важны для качественного сна и хорошего настроения.

Продукты с высоким содержанием триптофана (прекурсора серотонина) включают ягненка, говядину, курицу, индейку и скумбрию, но также доступны высококачественные добавки для поддержки функции и баланса серотонина.

ГАМК (гамма-аминомасляная кислота): ГАМК наиболее известен своей способностью успокаивать мозг и снижать эмоциональную нагрузку.

Без ГАМК ваши нейроны активизируются слишком часто и слишком легко, что может привести к чрезмерному возбуждению мозга и чрезмерной стимуляции. Наличие достаточного количества ГАМК имеет решающее значение для того, чтобы чувствовать себя спокойнее в стрессовых ситуациях.

Предшественники ГАМК можно найти в таких продуктах, как говядина, баранина, курица, яйца. Добавки ГАМК также доступны в качестве альтернативы.

Больше биохаков здесь:http://tele.click/hack_bio

Источники: Yara Khatib and Randa Laouar “33 Natural Ways to Improve Mitochondrial Function”; Wise Ape: “An Introduction to Your Mighty Mitochondria”; Dennis Buckley “16 Health Hacks from America’s Greatest Biohacker”

Источник: zen.yandex.ru

Источник: https://naturalpeople.ru/skolko-mitohondrii-mozhet-soderzhatsja-v-razlichnyh-kletkah/

Митохондрии — нечто большее, чем «фабрики энергии»

Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

Митохондрии — это универсальные клеточные органеллы, обнаруживаемые почти у всех эукариот (живые организмы, клетки которых содержат ядро). Они критически важны, потому что производят энергию в форме АТФ, питая различные функции клеток (и организм в целом). По этой причине их часто называют «энергетическими станциями» или «фабриками энергии».

↪ ↩

Тем не менее, митохондрии — это нечто большее, чем просто «энергетические станции». Ведь именно их появлению внутри клеток мы обязаны такому огромному биоразнообразию животных и растений, которое мы сейчас наблюдаем. Дело в том, что хотя митохондрии и являются неотъемлемой частью клетки, теория симбиогенеза предполагает, что они произошли от бактерий.

Захват примитивными клетками (прокариотами) бактерий мог позволить им использовать кислород для генерации энергии, так необходимой для поддержания большого генетического аппарата (для эволюции).

Однако несмотря на миллиарды лет совместной эволюции, митохондрии сохранили многие черты самостоятельных организмов: собственная ДНК, и даже свои рибосомы, в которых тоже происходит синтез белка.

Количество митохондрий в клетке широко варьируется в зависимости от вида организма и типа ткани. Отдельная клетка может иметь от одной до нескольких миллионов митохондрий. Например, митохондрии составляют 10% массы человека, однако для некоторых энергоемких тканей и органов эта цифра может достигать 40 процентов.

Не все клетки одинаковые

Клетка может представлять из себя как «кирпичик» многоклеточного организма, так и целый организм.

За небольшим исключением, почти все клетки содержат генетический материал (ДНК и РНК), который регулирует метаболизм и синтез белков. Однако не у всех живых организмов клетки организованы одинаково.

Поэтому на основании различий в клеточной организации выделяют две группы: эукариоты и прокариоты.

Растения, животные и грибы являются эукариотами и имеют высокоупорядоченные клетки. Их генетический материал упакован в центральное ядро, которое окружено специализированными клеточными компонентами, называемыми органеллами.

Органеллы, такие как митохондрии, шероховатый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, работают как хорошо отлаженный конвейер. Одни производят энергию, другие синтезируют и упаковывают белки, третьи транспортируют их в различные части клетки и за ее пределы.

Ядро, как и большинство эукариотических органелл, связано мембранами, которые регулируют вход и выход белков, ферментов и другого клеточного материала в органеллу и из нее.

Прокариоты, с другой стороны, являются одноклеточными организмами, такими как бактерии и археи. Прокариотические клетки менее структурированы, чем эукариотические. У них нет ядра. Вместо этого их генетический материал свободно плавает в клетке. У них нет многих мембраносвязанных органелл, обнаруженных в эукариотических клетках, в том числе нет митохондрий.

«Митос» и «хондрос»

В обзоре истории митохондрий за 1981 год, опубликованном в журнале «Cell Biology», авторы Ларс Эрнстер и Готфрид Шатц отмечают, что первое истинное наблюдение за митохондриями было проведено Ричардом Альтманом в 1890 году. Хотя Альтман назвал их «биобластами», их нынешнее название было дано Карлом Бенда в 1898 году.

Оно происходит от двух греческих слов: «митос» и «хондрос», означающих нить и гранула. Дело в том, что митохондрии подстраиваются под количество поступаемой и расходуемой энергии. Добиваются они этого слиянием (образуя цепочки) и делением. При нехватке поступающей энергии они сливаются, а при избытке — делятся и утилизируют ее.

Длительная фрагментация, как и длительное слияние, влияют на качество митохондрий в клетках их функциональность.

Динамика митохондрий

Здоровые циклы деления и слияния («динамика митохондрий») – залог метаболического здоровья клетки.

Строение митохондрий

Отдельные митохондрии имеют форму капсул с наружной и волнообразной внутренней мембраной, напоминающей выступающие пальцы.

Их внутренние мембранные складки называются кристами и служат для увеличения общей площади поверхности. Они окружают матрикс, содержащий ферменты и ДНК.

На внутренней мембране также находится система окислительного фосфорилирования, работа которой обеспечивает окисление энергетических субстратов с образованием АТФ.

Митохондрии отличаются от большинства органелл (за исключением хлоропластов растений) тем, что у них есть собственный набор ДНК и генов, которые кодируют белки. По сравнению с кристой внешняя мембрана является более пористой и менее избирательной в отношении того, какие вещества она впускает.

Строение митохондрий

Основная функция митохондрий заключается в том, чтобы метаболизировать и расщеплять углеводы и жирные кислоты для выработки энергии. Эукариотические клетки используют энергию в форме химической молекулы, называемой АТФ (аденозинтрифосфат).

Генерация АТФ происходит в митохондриальном матриксе, но начальные этапы углеводного (глюкозного) метаболизма происходят вне органелл. Согласно второму изданию Джеффри Купера «The Cell: A Molecular Approach», глюкоза сначала превращается в пируват, а затем транспортируется в матрикс. С другой стороны, жирные кислоты попадают в митохондрии как есть.

Если упростить, то можно описать синтез АТФ в три связанных этапа:

  1. Используя ферменты, присутствующие в матриксе, пируват и жирные кислоты превращаются в молекулу, известную как ацетил-КоА;
  2. Ацетил-КоА становится исходным материалом для второй химической реакции, известной как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса. Этот шаг производит много углекислого газа и две дополнительные молекулы, НАДН и ФАД, которые богаты электронами;
  3. НАДН и ФАД движутся к внутренней митохондриальной мембране и начинают третий этап: окислительное фосфорилирование. В этой последней химической реакции НАДН и ФАД отдают свои электроны кислороду, что приводит к условиям, подходящим для образования АТФ.

Однако роль «электростанции» — не единственная функция митохондрий. Кроме этого они выполняют:

  • Сигнальные функции. Ацетилирование, ретроградный сигналинг, дифферецировка клеток;
  • Функции синтеза. Синтез стероидов, гема и пуринов;
  • Функции апоптоза и метаболизма кальция. Метаболизм кальция важен для передачи нервных импульсов и т.д.

Различия в генах митохондрий

В ходе эволюции большая часть генома митохондрий была перенесена в ядро клетки, однако часть мтДНК была сохранена и все еще функциональна. Здесь и обнаруживается основное отличие митохондрии растений и животных, ведь ни смотря на то, что они не различаются по своей базовой структуре, их «остаточные» геномы совершенно разные.

Митохондриальные ДНК растений могут значительно отличаться и достигать 25 миллионов пар оснований, в то время как мтДНК млекопитающих имеют размер приблизительно от 15 000 до 16 000 п. о. (16568 у человека).

Один из наиболее маленьких митохондриальных геномов имеет малярийный плазмодий (около 6.000 п.о., содержит два гена рРНК и три гена, кодирующих белки).

Митохондриальный геном растения, хоть и изображен в виде кольца, может принимать альтернативные формы.

Карта митохондриального генома человека

У большинства многоклеточных организмов митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии. Яйцеклетка содержит на несколько порядков больше копий митохондриальной ДНК, чем сперматозоид.

Мутации митохондрий

Как мы уже выяснили, митохондрии имеют свой генетический материал в виде кольцевой ДНК (может быть одна или несколько). С возрастом в митохондриальной ДНК накапливаются различные повреждения. Могут быть как точечные мутации, так и крупные повреждения (например, «частая» делеция 4977bp). Когда доля мутантных митохондрий в клетке достигает определенного порога возникает их дисфункция.

Есть несколько теорий почему возникают повреждения в мтДНК.

  • Повреждение свободными радикалами;
  • Ошибки репликации, клональная экспансия. Еще на этапе оплодотворения яйцеклетки могут передаваться мутантные митохондрии, количество которых увеличивается с возрастом;
  • «Войны» митохондрий между собой и иммунитетом. Эгоистичная мтДНК. Если митохондриальная ДНК выходит из митохондрии, то она является триггером иммунного воздействия.

Мы не сдаем анализы на «здоровость» своих митохондрий, но это не отменяет того факта, что нарушение их работы ведет к различным проблемам со здоровьем. К ним относятся неврологические проблемы, проблемы с сердцем, диабет, ожирение и, банально, ускоренное старение.

Происхождение митохондрий: теория эндосимбионтов

В своей статье 1967 года «О происхождении митозирующих клеток», опубликованной в «Журнале теоретической биологии», ученая Линн Маргулис предложила теорию, объясняющую, как образовались эукариотические клетки вместе с их органеллами. Она предположила, что митохондрии и хлоропласты растений когда-то были свободноживущими прокариотическими клетками, которые были поглощены примитивной эукариотической клеткой-хозяином.

Пути эволюции древнейших эукариот, согласно взглядам Линн Маргулис. Иллюстрация с сайта earthstep.wordpress.com, с изменениями

Гипотеза Маргулиса теперь известна как «теория эндосимбионтов». Деннис Сирси, почетный профессор Массачусетского университета в Амхерсте, объяснил это следующим образом:

«Две клетки начали жить вместе, обмениваясь каким-либо субстратом или метаболитом (продуктом метаболизма, таким как АТФ). Объединение стало обязательным, так что теперь клетка-хозяин не может жить отдельно».

Согласно статье Майкла Грея о эволюции митохондрий, опубликованной в 2012 году в журнале Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Маргулис основывала свою гипотезу на двух ключевых фактах.

Во-первых, митохондрии имеют свою собственную ДНК.

Во-вторых, органеллы способны транслировать сообщения, закодированные в их генах, в белки без использования каких-либо ресурсов эукариотической клетки.

Секвенирование генома и анализ митохондриальной ДНК установили, что Маргулис была права относительно происхождения митохондрий. Происхождение органеллы было прослежено до примитивного бактериального предка, известного как альфа-протеобактерии.

Несмотря на подтверждение бактериального наследия митохондрий, теория эндосимбионтов продолжает изучаться. «Один из самых больших вопросов сейчас — «Кто является клеткой-хозяином?».

Как отмечает Грей в своей статье, остаются вопросы о том, возникли ли митохондрии после возникновения эукариотической клетки (как это было предположено в теории эндосимбионтов) или же возникли митохондрии и клетки-хозяева одновременно.

Источник: https://sci-news.ru/2019/mitohondrii/

Митохондрии

Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

  • Что такое митохондрии и их роль
  • Происхождение митохондрии
  • Строение митохондрии
  • Функции митохондрии
  • Ферменты митохондрий
  • Митохондрии, видео
  • Еще в далеком XIX веке с интересом изучая посредством первых не совершенных еще тогда микроскопов, строение живой клетки, биологи заметили в ней некие продолговатые зигзагоподобные объекты, которые получили название «митохондрии». Сам термин «митохондрия» составлен из двух греческих слов: «митос» – нитка и «хондрос» – зернышко, крупинка.

    Что такое митохондрии и их роль

    Митохондрии представляют собой двумембранный органоид эукариотической клетки, основное задание которого – окисление органических соединений, синтез молекул АТФ, с последующим применением энергии, образованной после их распада. То есть по сути митохондрии это энергетическая база клеток, говоря образным языком, именно митохондрии являются своего рода станциями, которые вырабатывают необходимую для клеток энергию.

    Количество митохондрий в клетках может меняться от нескольких штук, до тысяч единиц. И больше их естественно именно в тех клетках, где интенсивно идут процессы синтеза молекул АТФ.

    Сами митохондрии также имеют разную форму и размеры, среди них встречаются округлые, вытянутые, спиральные и чашевидные представители. Чаще всего их форма округлая и вытянутая, с диаметром от одного микрометра и до 10 микрометров длинны.

    Примерно так выглядит митохондрия.

    Также митохондрии могут, как перемещаться по клетке (делают они это благодаря току цитоплазмы), так и неподвижно оставаться на месте. Перемещаются они всегда в те места, где наиболее требуется выработка энергии.

    Происхождение митохондрии

    Еще в начале прошлого ХХ века была сформирована так званая гипотеза симбиогенеза, согласно которой митохондрии произошли от аэробных бактерий, внедренных в другую прокариотическую клетку.

    Бактерии эти стали снабжать клетку молекулами АТФ взамен получая необходимые им питательные вещества.

    И в процессе эволюции они постепенно потеряли свою автономность, передав часть своей генетической информации в ядро клетки, превратившись в клеточную органеллу.

    Строение митохондрии

    Митохондрии состоят из:

    • двух мембран, одна из них внутренняя, другая внешняя,
    • межмембранного пространства,
    • матрикса – внутреннего содержимого митохондрии,
    • криста – это часть мембраны, которая выросла в матриксе,
    • белок синтезирующей системы: ДНК, рибосом, РНК,
    • других белков и их комплексов, среди которых большое число всевозможных ферментов,
    • других молекул

    Так выглядит строение митохондрии.

    Внешняя и внутренняя мембраны митохондрии имеют разные функции, и по этой причине различается их состав. Внешняя мембрана своим строением схожа с мембраной плазменной, которая окружает саму клетку и выполняет в основном защитную барьерную роль. Тем не менее, мелкие молекулы могут проникать через нее, а вот проникновение молекул покрупнее уже избирательно.

    На внутренней мембране митохондрии, в том числе на ее выростах – кристах, располагаются ферменты, образуя мультиферментативные системы. По химическому составу тут преобладают белки. Количество крист зависит от интенсивности синтезирующих процессов, к примеру, в митохондриях клеток мышц их очень много.

    У митохондрий, как впрочем, и у хлоропластов, имеется своя белоксинтезирующая система – ДНК, РНК и рибосомы. Генетический аппарат имеет вид кольцевой молекулы – нуклеотида, точь в точь как у бактерий. Часть необходимых белков митохондрии синтезируют сами, а часть получают извне, из цитоплазмы, поскольку эти белки кодируются ядерными генами.

    Функции митохондрии

    Как мы уже написали выше, основная функция митохондрий – снабжение клетки энергией, которая путем многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений. Некоторые подобные реакции идут с участием кислорода, а после других выделяется углекислый газ. И реакции эти происходят, как внутри самой митохондрии, то есть в ее матриксе, так и на кристах.

    Если сказать иначе, то роль митохондрии в клетке заключается в активном участии в «клеточном дыхании», к которому относится множество химических реакций окисления органических веществ, переносов протонов водорода с последующим выделением энергии и т. д.

    Ферменты митохондрий

    Ферменты транслоказы внутренней мембраны митохондрий осуществляют транспортировку АДФ в АТФ. На головках, что состоят из ферментов АТФазы идет синтез АТФ. АТФаза обеспечивает сопряжение фосфорилирования АДФ с реакциями дыхательной цепи. В матриксе находится большая часть ферментов цикла Кребса и окисления жирных кислот

    Митохондрии, видео

    И в завершение интересное образовательное видео о митохондриях.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Mitochondria: Structure, Function and Role in the Cell.

    Источник: https://www.poznavayka.org/biologiya/mitohondrii/

    Строение и функции митохондрий. Сходства и различия с хлоропластом

    Сколько митохондрии может содержаться в различных клетках

    Митохондрии — это микроскопические мембранные органоиды, которые обеспечивают клетку энергией. Поэтому их называют энергетическими станциями (аккумулятором) клеток.

    Митохондрии отсутствуют в клетках простейших организмов, бактерий, энтамеб, которые живут без использования кислорода. Некоторые зеленые водоросли, трипаносомы содержат одну большую митохондрию, а клетки сердечной мышцы, мозга имеют от 100 до 1000 данных органелл.

    Особенности строения

    Митохондрии относятся к двухмембранным органеллам, имеют внешнюю и внутреннюю оболочки, межмембранное пространство между ними и матрикс.

    Внешняя мембрана. Она гладкая, не имеет складок, отграничивает внутреннее содержимое от цитоплазмы. Ширина ее равна 7нм, в составе находятся липиды и белки. Важную роль выполняет порин — белок, образующий каналы во внешней мембране. Они обеспечивают ионный и молекулярный обмен.

    Межмембранное пространство. Величина межмембранного пространства около 20нм. Вещество, заполняющее его по составу сходно с цитоплазмой, за исключением крупных молекул, которые могут сюда проникнуть только путем активного транспорта.

    Внутренняя мембрана. Построена в основном из белка, только треть отводится на липидные вещества. Большое количество белков являются транспортными, так как внутренняя мембрана лишена свободно проходимых пор.

    Она формирует много выростов – крист, которые выглядят, как приплюснутые гребни. Окисление органических соединений до CO2 в митохондриях происходит на мембранах крист. Этот процесс кислородзависимый и осуществляется под действием АТФ-синтетазы.

    Высвобожденная энергия сохраняется в виде молекул АТФ и используется по мере необходимости.

    Матрикс – внутренняя среда митохондрий, имеет зернистую однородную структуру. В электронном микроскопе можно увидеть гранулы и нити в клубках, которые свободно лежат между кристами.

    В матриксе находится полуавтономная система синтеза белка – здесь расположены ДНК, все виды РНК, рибосомы.

    Но все же большая часть белков поставляется с ядра, поэтому митохондрии называют полуавтономными органеллами.

    Расположение в клетке и деление

    Хондриом – это группа митохондрий, которые сосредоточены в одной клетке. Они по-разному располагаются в цитоплазме, что зависит от специализации клеток.

    Размещение в цитоплазме также зависит от окружающих ее органелл и включений.  В клетках растений они занимают периферию, так как к оболочке митохондрии отодвигаются центральной вакуолью.

    В клетках почечного эпителия мембрана образует выпячивания, между которыми находятся митохондрии.

    В стволовых клетках, где энергия используется равномерно всеми органоидами, митохондрии размещены хаотично. В специализированных клетках они, в основном, сосредоточены в местах наибольшего потребления энергии.

    К примеру, в поперечно-полосатой мускулатуре они расположены возле миофибрилл. В сперматозоидах они спирально охватывают ось жгутика, так как для приведения его в движение и перемещения сперматозоида нужно много энергии.

    Простейшие, которые передвигаются при помощи ресничек, также содержат большое количество митохондрий у их основания.

    Деление. Митохондрии способны к самостоятельному размножению, имея собственный геном. Органеллы делятся с помощью перетяжки или перегородок. Формирование новых митохондрий в разных клетках отличается периодичностью, например, в печеночной ткани они сменяются каждые 10 дней.

    Функции в клетке

    1. Основная функция митохондрий – образование молекул АТФ.
    2. Депонирование ионов Кальция.
    3. Участие в обмене воды.
    4. Синтез предшественников стероидных гормонов.

    Молекулярная биология – это наука, изучающая роль митохондрий в метаболизме. В них также идет превращение пирувата в ацетил-коэнзим А, бета-окисление жирных кислот.

    Таблица: строение и функции митохондрий (кратко)
    Структурные элементыСтроениеФункции
    Наружная мембранаГладкая оболочка, построена из липидов и белковОтграничивает внутреннее содержимое от цитоплазмы
    Межмембранное пространствоНаходятся ионы водорода, белки, микромолекулыСоздает протонный градиент
    Внутренняя мембранаОбразует выпячивания – кристы, содержит белковые транспортные системыПеренос макромолекул, поддержание протонного градиента
    МатриксМесто расположения ферментов цикла Кребса, ДНК, РНК, рибосомАэробное окисление с высвобождением энергии, превращение пирувата в ацетил-коэнзим А.
    РибосомыОбъединённые две субъединицыСинтез белка

    Сходство митохондрий и хлоропластов

    Общие свойства для митохондрий и хлоропластов обусловлены, прежде всего, наличием двойной мембраны.

    Признаки сходства также заключаются в способности самостоятельно синтезировать белок. Эти органеллы имеют свое ДНК, РНК, рибосомы.

    И митохондрии и хлоропласты могут делиться с помощью перетяжки.

    Объединяет их также возможность продуцировать энергию, митохондрии более специализированы в этой функции, но хлоропласты во время фотосинтезирующих процессов тоже образуют молекулы АТФ. Так, растительные клетки имеют меньше митохондрий, чем животные, потому что частично функции за них выполняют хлоропласты.

    Опишем кратко сходства и различия:

    • Являются двомембранными органеллами;
    • внутренняя мембрана образует выпячивания: для митохондрий характерны кристы, для хлоропластов – тиллакоиды;
    • обладают собственным геномом;
    • способны синтезировать белки и энергию.

    Различаются данные органоиды своими функциями: митохондрии предназначены для синтеза энергии, здесь осуществляется клеточное дыхание, хлоропласты нужны растительным клеткам для фотосинтеза.

    Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (17 4,24 из 5)
    Загрузка…

    Источник: https://animals-world.ru/mitoxondrii-stroenie-i-funkcii/

    Функции митохондрий

    Митохондрии представляют собой своеобразные станции по выработке энергии живых клеток. За счет окисления различных органических соединений митохондрии высвобождают энергию путем её распада. Данный процесс является сложным и происходит в несколько этапов.

    Кроме энергетической функции митохондрии берут участие в регулировании обмена веществ и воды, синтезе гормонов и прочих структур организма, а также хранят генетическую информацию. Митохондрии участвуют в контроле роста, деления и гибели клеток, регулируют содержание ионов кальция в клетках.

    Кальций жизненно важен для ряда клеточных процессов, поэтому митохондрия способна поглощать и удерживать ионы кальция до того времени, когда они понадобятся клеткам.  

    Митохондрии существуют в живых клетках не только человека, но и в клетках животных и растений, кроме примитивных бактерий. Правильное функционирование митохондрий способно влиять на продолжительность жизни.

    Регулярные физические нагрузки и здоровое питание оказывают положительное влияние на поддержание функций этих маленьких микроорганизмов. Митохондрии вырабатывают энергию в мышцах, лечат их, удаляют ненужные частицы травмированных волокон мышцы.

    Продолжительные тренировки способствуют большому количеству образования митохондрий.

    Строение митохондрий

    Митохондрии были обнаружены в середине девятнадцатого века. Понимание строения и функциональности митохондрий произошло в конце 40-х годов двадцатого века. Внешняя форма митохондрий бывает разнообразной, так как они способны изменять свою форму, в основном они бывают вытянутыми, палочкообразными, округлыми.

    Структура митохондрии сложная и имеет важное значение для функционирования органеллы. Она включает такие компоненты: внешняя и внутренняя мембраны, межмембранное пространство, матрикс, кристы.

    Внешняя мембрана состоит из липидов, а также имеет большое содержание транспортных белков. Через поры внешней мембраны в митохондрию проходят молекулы веществ. Внешняя мембрана выполняет защитную функцию митохондрии и оказывает содействие в транспорте веществ.

    Внутренняя мембрана имеет складки — кристы в виде пластинок или трубочек. Кристы включают в себя фосфолипиды и белки, которые выполняют катализирующую, ферментативную и транспортную функции.

    Между внутренней и наружной мембранами находится межмембранное пространство, которое заполняют ферменты. Однако, в отдельных местах мембраны могут соприкасаться.

    Собственная ДНК митохондрий расположена в матриксе, который состоит из белков, множества ферментов, РНК, жирных кислот, рибосом, гранул веществ. Матрикс заполняет полость митохондрии и ограничен внутренней мембраной.

    Процессы, происходящие в митохондриях

    Основным процессом, происходящем в митохондриях является процесс энергообразования, который проходит в несколько стадий. Данный процесс достаточно сложный и начинается в матриксе, а затем продолжается в кристах органеллы.

    В результате энергетического процесса в митохондриях происходит окисление и распад органических веществ, а также синтез энергии.

    В процессе окисления происходит перенос энергии, для чего митохондрия потребляет около восьмидесяти процентов вдыхаемого живым организмом кислорода. 

    Митохондрии подвержены процессу старения, особенно от воздействия солнечного излучения на кожу. Поврежденная ДНК способна породить большое количество митохондрий с повреждениями.

    Ослабление митохондрий приводит к энергетическому  голоданию клетки и нарушению клеточного метаболизма.

    Оптимальный водно-электролитный баланс, регулярное получение питательных веществ обеспечивает митохондрии необходимыми для их динамичности и размножения.

    Наружная мембрана митохондрий

    Митохондрии обладают размерами бактерии, однако их строение намного сложнее, кроме того они имеют свой генетический аппарат, свою ДНК и рибосомы. Оболочка каждой митохондрии состоит из двух мембран — внутренней и наружной.

    Наружная мембрана представляет собой замкнутую гладкую поверхность, которая окружает митохондрию и осуществляет защитную функцию. Кроме того, предназначением наружной мембраны является изолирование митохондрии от цитоплазмы.

    Наружная мембрана осуществляет важную функцию по транспортировке липидов и ионов кальция. Наружная мембрана имеет поры, через которые проникают вещества с небольшой молекулярной массой.

    Через данную оболочку способны проникать мелкие молекулы и небольшие белки, более крупные молекулы могут проникать через наружную мембрану только через транспортные белки митохондриальных мембран посредством активного транспорта.

    Внешняя мембрана состоит из ферментов, преобразующих липиды и жирные кислоты в промежуточные продукты, которые используются в метаболических процессах в матриксе. Толщина наружной мембраны составляет семь нанометров.

    Внутренняя мембрана митохондрий

    Как уже было указана выше, каждая митохондрия состоит из двух мембран — внешней и внутренней. Внутренняя мембрана имеет намного большую площадь, чем наружная мембрана, за счет многочисленных складок под названием кристы. Количество крист зависит от потребности клетки в энергии, при увеличенной функции клетки количество крист в митохондрии увеличивается.

    По своему составу внутренняя мембрана имеет достаточно большое содержание белков — более семидесяти процентов, среди них транспортные белки, катализирующие белки, ферменты.

    Внутренняя мембрана является непроницаемой для значительного количества молекул, ионов и других ионизованных растворенных веществ.

    Через нее способны проникать такие вещества, как аммиак, кислород, вода, углекислый газ и прочие монокарбоновые кислоты. 

    Межмембранное пространство митохондрий

    Наружная и внутренняя мембраны митохондрии отделяются узким межмембранным пространством, имеющим толщину от десяти до двадцати нанометров. Межмембранное пространство заполняют ферменты, которые осуществляют процесс фосфорилирования.

    Кроме того, данное пространство содержит состав схожий с цитоплазмой за счет того, что наружная мембрана является проницаемой для разнообразных маленьких ионов и молекул, ферментативных белков содержится небольшое количество.

    В отдельных местах обе мембраны митохондрии соприкасаются.  

    Матрикс митохондрий

    Внутреннее содержимое митохондрии называется матрикс (или митоплазма), в котором расположены ДНК и РНК митохондрии, рибосомы, гранулы веществ, углеводы, множество ферментов и белков.

    Именно в матриксе митохондрии начинается энергетический процесс.

    Матрикс ограничен внутренней мембраной и в него из цитозоля способны проникать кислород, жирные кислоты, аминокислоты, вода и прочие вещества.

    Строение матрикса является тонкозернистым, а структура плотной. В матриксе присутствуют тонкие нити, собранные в клубок, которые являются молекулами ДНК. Кроме того, в матриксе митохондрий выявляются еще и небольшие гранулы, представляющие собой рибосомы. Крупные гранулы, встречающиеся в матриксе, являются местами отложения солей кальция и магния.

    В матриксе митохондрии содержится множество различных ферментов, в том числе и таких, которые обеспечивают кислородную стадию клеточного дыхания.

    ДНК митохондрии, расположенная в матриксе, является замкнутой кольцевой двуспиральной молекулой и включает более тридцати генов. Митохондриальная ДНК наследуется исключительно по материнской линии. Повреждение данной ДНК способно привести к мутациям и патологиям. Митохондрии обладают своим генетическим аппаратом и системой синтеза белка.

    Рибосомы митохондрий

    Рибосомы представляют собой немембранные мелкие органеллы, благодаря которым происходит синтез белков в клетке. Эти органеллы имеют сферическую структуру и могут достигать диаметра до двадцати нанометров. Их строение достаточно сложное и каждая входящая в состав рибосомы молекула является неповторимой. Главной функцией рибосом является синтез белков.

    Рибосомы бывают двух видов: свободные и связанные, которые являются рибосомами цитоплазмы. Однако, существуют и собственные рибосомы митохондрий. 

    Внутри митохондрии, а именно в матриксе, расположена собственная рибосома, которая обеспечивает трансляцию мРНК и автономный биосинтез белков. Рибосома митохондрии отличается от рибосом других клеток размерами и прочими функциональными свойствами.

    Их работа при синтезе белков отличается и от работы рибосомы цитоплазмы. Рибосомы митохондрий состоят на восемьдесят процентов из белков в отличие от рибосом других клеток, которые состоят наполовину из белков.

    Кроме того, митохондриальные рибосомы характеризуются бактериальным типом строения.

    Митохондриальные рибосомы имеют свою специфичность и образуются  исключительно в митохондриях.

    Источник: https://karatu.ru/mitoxondrii/

    Доктор-про
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: