Митохондрия: определение, структура и функции

Общая характеристика

Митохондрии были обнаружены в 1850 году. Однако понять строение и функциональное назначение митохондрий стало возможно только в 1948 году.

За счёт своих довольно крупных размеров органеллы хорошо различимы в световом микроскопе. Максимальная длина – 10 мкм, диаметр не превышает 1 мкм.

Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках. Это двумембранные органоиды обычно бобовидной формы. Также встречаются митохондрии сферической, нитевидной, спиралевидной формы.

Количество митохондрий может значительно варьировать. Например, в клетках печени их насчитывается около тысячи, а в ооцитах – 300 тысяч. Растительные клетки содержат меньше митохондрий, чем животные.

ТОП-4 статьи

которые читают вместе с этой

Рис. 1. Нахождение митохондрий в клетке.

Митохондрии пластичны. Они меняют форму и перемещаются в активные центры клетки. Обычно митохондрий больше в тех клетках и частях цитоплазмы, где выше потребность в АТФ.

Митохондрии мышечного волокна

Митохондрии – мембранные органеллы общего назначения, что означает, что эти органеллы имеются в любой клетке. Размер митохондрий составляет 1-2 мкм. Размеры митохондрий соответствуют размерам бактерий. В митохондриях имеется ДНК.

Расположение митохондрий в мышечном волокне

Обычно митохондрии скапливаются вблизи тех участков саркоплазмы, где возникает потребность в АТФ. По расположению различают субсарколеммные и межфибриллярные митохондрии. Субсарколеммные митохондрии расположены непосредственно под сарколеммой мышечного волокна. Напомним, что в мышечном волокне под сарколеммой расположены многочисленные ядра и рибосомы, в которых происходит синтез белка. В связи с этим, субсарколеммные митохондрии снабжают рибосомы необходимой энергией для синтеза белка. Они составляют 10-15% от общего количества митохондрий. Межфибриллярные митохондрии расположены между миофибриллами. АТФ, выделяемая межфибиллярными митохондриями, необходима сокращения и расслабления мышечного волокна.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

Гипертрофия скелетных мышц человека
Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Функции митохондрий

В митохондриях протекает окисление углеводов, жиров и аминокислот до углекислого газа и воды с использованием кислорода воздуха. За счет энергии, выделяющейся в митохондриях при окислении, осуществляется синтез АТФ. Поэтому митохондрии часто называют энергетическими станциями клетки или органеллами тканевого (клеточного) дыхания.

Также митохондрии очень хорошо поглащают кальций, который не только полезен, но и вреден для мышечного волокна. Поэтому иногда митохондрии называют депо кальция.

Строение митохондрий

Митохондрии состоят из двух мембран (внешней (рис.1.1) и внутренней (рис.1.2) и внутреннего содержимого – матрикса. Внутренняя мембрана образует выпячивания внутрь митохондрии – кристы (рис. 1.3). Именно на кристах происходит процесс окисления углеводов, жиров и аминокислот, так как они содержат большое количество различных ферментов.

Рис.1. Строение митохондрий

Гипертрофия и гиперплазия митохондрий

Объем митохондрий мышечных волокон может возрастать, то есть осуществляется их гипертрофия. Также в мышечном волокне может увеличиться количество митохондрий, то есть может иметь место их гиперплазия. Увеличение числа митохондрий может происходить посредством их деления перетяжкой. Также возможна фрагментация исходных крупных митохондрий на более мелкие, которые, в свою очередь, могут расти и снова делиться.

Различия мышечных волокон по содержанию и размерам митохондрий

В мышечных волокнах I типа митохондрий много, и они крупные. В мышечных волокнах II типа митохондрий значительно меньше. Кроме того, они значительно меньше в размерах. Это связано с тем, что в мышечных волокнах I типа протекает тканевое дыхание, а в мышечных волокнах II типа – гликолиз и креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ.

Объемная плотность митохондрий

Митохондрии занимают объем около 5% от объема мышечного волокна взрослого человека. Этот показатель называется объемной плотностью митохондрий. С возрастом этот показатель уменьшается.

При тренировке на выносливость в мышечном волокне возрастает количество и размеры митохондрий, что является проявлением саркоплазматической гипертрофии. У профессиональных велосипедистов объем, занимаемый митохондриями в мышечном волокне (объемная плотность митохондрий), может достигать 10%. У тяжелоатлетов и бодибилдеров объемная плотность митохондрий не превышает 3%.

Что такое митохондрия

Митохондрия – мембранная закрытая органелла, ответственная за преобразование из жиров и углеводов (глюкозы) в пригодные для использования организмом формы энергии.

Самой основной функцией митохондрий является производство АТФ, основного источника энергии для всех клеток. АТФ (ATP, аденозинтрифосфа́т или аденозинтрифосфорная кислота) используется для всех функций клетки, и мы должны съесть пищу, чтобы пополнить запасы АТФ.

КЛЕТКА В РАЗРЕЗЕ

Митохондрии используют кислород для производства АТФ в процессе, известном как аэробное или клеточное дыхание. В этой реакции используется кислород и производится углекислый газ, который мы выдыхаем через легкие.

Количество митохондрий в клетке меняет с каждым типом клетки. В зависимости от энергетических потребностей клетки происходит увеличение числа митохондрий, например в мышечных клетках количество митохондрий будет расти. Это позволяет вырабатывать и использовать больше энергии в наиболее активных клетках.

Помимо производства энергии митохондрии играют важную роль в контроле над уровнями кальция, помогая сбалансировать энергетическую потребность и производство этой энергии в клетке.

Она также отвечает за инициирование разрушения старых и поврежденных клеток, процесса, называемый апоптозом. Это необходимо, чтобы освободить место для роста и регенерации клеток после травм и для предотвращения возникновения и роста раковых клеток.

Продукты, возникающие в процессе деятельности митохондрий, накапливаются и производят свободные радикалы. Это вызывает окислительный стресс в организме, который является основной причиной практически всех возрастных заболеваний.

ПРОИЗВОДСТВО АТФ В МИТОХОНДРИИ

Неправильная (нарушенная) работа митохондрий приводит к нарастанию отходов и уменьшает возможность избавления от “плохих” клеток. Это может привести к возникновению злокачественной опухоли.

Сегодня митохондрии являются мишенью ряда новых перспективных методов лечения рака, сердечной недостаточности, резистентности к инсулину и нарушений в работе мозга.

Поскольку энергия занимает центральное место в жизни, улучшение функции митохондрий напрямую связано с нашим физическим и психическим здоровьем.

Митохондрии и старение

Наличие своего собственного ДНК в митохондриях открывает новые пути в исследованиях проблемы старения, которое возможно связано с устойчивостью митохондрий. К тому же мутация митохондриальной ДНК при известных дегенеративных болезнях (Альцгеймер, Паркинсон…) наводит на мысль, что они могут играть особую роль в этих процессах.

Как «стареет» митохондриальная ДНК ?Из-за постоянного последовательного деления митохондрий, направленного на производство энергии, их ДНК «снашивается». Истощается запас митохондрий в хорошей форме, уменьшая единственный источник клеточной энергии.Митохондриальная ДНК в 10 раз чувствительнее к действию свободных радикалов, чем ядерная. Мутации, вызванные свободными радикалами, ведут к дисфункции митохондрий. Но по сравнению с клеточной система самовосстановления митохондриальной ДНК очень слабая. Когда повреждения митохондрий значительны, они самоуничтожаются. Этот процесс называется «аутофагией».

Митохондрии и фотостарение:В 2000 году было доказано, что митохондрии ускоряют процесс фотостарения . На участках кожи, регулярно подвергающихся воздействию солнечных лучей, уровень мутаций ДНК значительно выше, чем на защищенных участках.Сравнение результатов биопсии (взятие образцов кожи для анализа) участка кожи, подвергшегося воздействию ультрафиолетовых лучей , и защищенного участка показывает, что мутации митохондрий под воздействием УФ-излучения вызывают хронический окислительный стресс. Клетки и митохондрии навсегда связаны между собой: энергия, поставляемая митохондриями, необходима для деятельности клеток. Поддерживать деятельность митохондрий необходимо для лучшей клеточной деятельности и для улучшения качества кожи , особенно кожи лица, слишком часто подвергающейся воздействию УФ-лучей.

Митохондрии и бессмертие…

Американские ученые утверждают, что человек не может жить больше 126 лет! Построенные ими математические модели показывают, что свободные радикалы поразили бы большую часть митохондрий, необходимых для жизни. Им страшно повезло: еще 4 года и Жанна Кальман опровергла бы их теорию!!

Заключение: :

Процесс старения митохондрий происходит постоянно и тем быстрее, чем больше кожа получает УФ-лучей
Поврежденная митохондриальная ДНК за несколько месяцев порождает более 30 подобных себе митохондрий, т.е. с теми же повреждениями .
Ослабленные митохондрии вызывают у «хозяйских клеток» состояние энергетического голодания, как следствие — нарушение клеточного метаболизма .

Сходство митохондрий и хлоропластов

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.

Функции митохондрий

Самая основная функция митохондрий – синтез АТФ (форма химической энергии). Если внимательно изучить биологию, то можно заметить, что молекула способна образовываться двумя путями.

Первый путь образования осуществляется исключительно в результате субстратного фосфорилирования. Второй путь образования происходит в процессе переноса остатка именно фосфорной кислоты.

Важно! Митохондрии для синтезирования АТФ используют два пути. Почему? Дело в том, что первый путь образования характерен для начального процесса окисления, который в свою очередь осуществляется в матриксе

Второй путь — уже завершающий процесс энергообразования. В этом случае осуществляется связывания митохондрий с кристами.

Процесс энергообразования можно условно разделить на определенные, поэтапные стадии. Первые две стадии протекают исключительно в матриксе, что касается оставшихся стадий, то они протекают в кристах митохондрий.

Из цитоплазмы в митохондрии начинают поступать не только жирные кислоты, но и соли пировиноградной кислоты. Именно в митохондрии происходит превращение кислот в ацетил-коэнзим.
На второй стадии происходит окисление –конэнзим, в медицинской практике также называют ацетил-СоА. Процесс окисления осуществляется в цикле Кребса. На завершающем этапе второго процесс образуется НАДН+ и две молекулы кислорода.
На третьем этапе по дыхательной цепи производится перенос электролитов, непосредственно с НАДН на кислород. После чего образуется вода.
Образование АТФ.

Как вы видите, что процесс образования энергии в организме человека достаточно серьезный.

Зачем же нужны митохондрии?

Теперь вы знаете, что митохондрии это клеточные органеллы, которые являются основным источником энергии. Для производства энергии, органеллам нужен не только кислород, но и глюкоза.

С глюкозой все более просто, пополнить ее запасы можно с пищей, но, а как же быть с кислородом?

Каждый человек воспринимает за дыхание вдох и выдох, это естественное внешнее дыхание. Процесс самого дыхания необходимо рассмотреть с иной точки зрения.

Итак, когда человек вдыхание, кислород начинает поступать в альвеолы, после чего проникает в кровь, затем разноситься дальше по клеткам и тканям организма.

Кислород состоит из клеток, которые в свою очередь могут окислять питательные компоненты и тем самым выделятся энергия

Зафиксируем ваше внимание: конечный результат процесса – и есть выработка в митохондриях энергии. В медицинской практике данный процесс называют клеточным дыханием

Теперь можно сделать небольшой вывод: чем больше будет митохондрий, тем больше наш организм получит питательных веществ.

4.5. Строение и функции полуавтономных структур клетки: митохондрий и пластид

Митохондрии (от гр. mitos – «нить», chondrion – «зернышко, крупинка») – это постоянные мембранные органеллы округлой или палочковидной (нередко ветвящейся) формы. Толщин – 0,5 мкм, длина – 5–7 мкм. Количество митохондрий в большинстве животных клеток – 150—1500; в женских яйцеклетках – до нескольких сотен тысяч, в сперматозоидах – одна спиральная митохондрия, закрученная вокруг осевой части жгутика.

Основные функции митохондрий:

1) играют роль энергетических станций клеткок. В них протекают процессы окислительного фосфорилирования (ферментативного окисления различных веществ с последующим накоплением энергии в виде молекул аденозинтрифосфата – АТФ);

2) хранят наследственный материал в виде митохондриаль-ной ДНК. Митохондрии для своей работы нуждаются в белках, закодированных в генах ядерной ДНК, так как собственная митохондриальная ДНК может обеспечить митохондрии лишь несколькими белками.

Побочные функции – участие в синтезе стероидных гормонов, некоторых аминокислот (например, глютаминовой). Строение митохондрий

Митохондрия имеет две мембраны: наружную (гладкую) и внутреннюю (образующую выросты – листовидные (кристы) и трубчатые (тубулы)). Мембраны различаются по химическому составу, набору ферментов и функциям.

У митохондрий внутренним содержимым является матрике – коллоидное вещество, в котором с помощью электронного микроскопа были обнаружены зерна диаметром 20–30 нм (они накапливают ионы кальция и магния, запасы питательных веществ, например, гликогена).

В матриксе размещается аппарат биосинтеза белка органеллы: 2–6 копий кольцевой ДНК, лишенной гистоновых белков (как у прокариот), рибосомы, набор т-РНК, ферменты редупликации, транскрипции, трансляции наследственной информации. Этот аппарат в целом очень похож на таковой у прокариот (по количеству, структуре и размерам рибосом, организации собственного наследственного аппарата и др.), что служит подтверждением симбиотической концепции происхождения эукариотической клетки.

В осуществлении энергетической функции митохондрий активно участвуют как матрикс, так и поверхность внутренней мембраны, на которой расположена цепь переноса электронов (цитохро-мы) и АТФ-синтаза, катализирующая сопряженное с окислением фосфорилирование АДФ, что превращает его в АТФ.

Митохондрии размножаются путем перешнуровки, поэтому при делении клеток они более или менее равномерно распределяются между дочерними клетками. Так, между митохондриями клеток последовательных генераций осуществляется преемственность.

Таким образом, митохондриям свойственна относительная автономность внутри клетки (в отличие от других органоидов). Они возникают при делении материнских митохондрий, обладают собственной ДНК, которая отличается от ядерной системой синтеза белка и аккумулирования энергии.

Пластиды

Это полуавтономные структуры (могут существовать относительно автономно от ядерной ДНК клетки), которые присутствуют в растительных клетках. Они образуются из пропластид, которые имеются у зародыша растения. Отграничены двумя мембранами.

Выделяют три группы пластид:

1) лейкопласты. Имеют округлую форму, не окрашены и содержат питательные вещества (крахмал);

2) хромопласты. Содержат молекулы красящих веществ и присутствуют в клетках окрашенных органов растений (плодах вишни, абрикоса, помидоров);

3) хлоропласты. Это пластиды зеленых частей растения (листьев, стеблей). По строению они во многом схожи с митохондриями животных клеток. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты – ламелосомы, которые заканчиваются утолщениями – тилакоидами, содержащие хлорофилл. В строме (жидкой части хлоропласта) содержатся кольцевая молекула ДНК, рибосомы, запасные питательные вещества (зерна крахмала, капли жира).

Расположение в клетках

Митохондрии являются составляющей частью клеток преобладающей части растений, животных и грибов. Отсутствуют они только у анаэробных одноклеточных эукариот, обитающих в бескислородной среде.

Строение и биологическая роль митохондрий долгое время оставались загадкой. Впервые при помощи микроскопа их удалось увидеть Рудольфу Келликеру в 1850 году. В мышечных клетках ученый обнаружил многочисленные гранулы, которые на свету были похожи на пух. Понять, какова роль этих удивительных структур, стало возможно благодаря изобретению профессора Пенсильванского университета Бриттона Ченса. Он сконструировал прибор, который позволял видеть сквозь органеллы. Так была определена структура и доказана роль митохондрий в обеспечении энергией клеток и организма в целом.

Чем еще заняты наши митохондрии?

Основная функция этих органелл – обеспечение энергией всех протекающих в клетке процессов. Однако, помимо этого митохондрии выполняют и еще целый ряд витальных (жизненно важных) функций. В их числе:

регуляция программируемой гибели клеток (что важно, например, при развитии онкологических заболеваний) ;
участие в метаболизме жиров, особенно длинноцепочечных жирных кислот ;
участие в обмене ионов кальция, от которого зависит здоровье костей, свертываемость крови, сокращение мышц, передача нервных импульсов и многие другие физиологические процессы ;
синтез сигнальных молекул, в основном, активных форм кислорода ;
взаимодействие с микробиотой кишечника и т.д.

Опираясь на данные современных исследований, можно смело утверждать, что митохондрии, во-первых, активно участвуют во внутриклеточных процессах, а во-вторых, влияют и на физиологию всего организма. Такая «широкая специализация» стала причиной того, что нарушения работы митохондрий сегодня рассматривают как одну из важных причин появления множества заболеваний .

Можно ли повысить количество митохондрий самостоятельно?

Да, повысить количество органелл в организме можно, главное знать как. Самый простой способ это заняться аэробным бегом. В момент аэробного бега, человек дышит свободно, тем самым поступает достаточно большое количество кислорода.

Теперь рассмотрим, как же повысить проникновение кислорода в клетку. Итак, для того чтобы увеличить парциальное давление, непосредственно углекислого газа, необходимо ежедневно делать упражнения на носовое дыхание. Например: вдох и выдох через нос. Выдыхать носом очень тяжело для человека, но при этом есть возможность накопить много углекислого газа. Второй способ – проводить дыхательную гимнастику по методу Бутейко.

Самый простой вариант, это конечно же, использовать специальные маски или аппараты.

Помимо упражнений и аппаратов, необходимо придерживаться правильного питания. В рацион включить как можно больше продуктов, которые богаты на полезные витамины и макро и микроэлементы.

Например:

Мясо.
Рыбу.
Фрукты и овощи.

Категорически запрещается кушать кондитерские выпечки, пить газированные напитки.

Для того чтобы повысить уровень глюкозы в организме, которая также активно участвует синтезе АТФ, включить в рацион питания сухофрукты, мед (при условии, что нет аллергической реакции на продукт).

Некоторые врачи советуют использовать витамины и добавки в драже или капсулах. Купить витаминный комплекс в состав которого входит магний, витамины из группы В и С, D-рибоза.

Структура Митохондрии

Митохондрии представляют собой небольшие мембранно-связанные органеллы, длина которых обычно составляет около 1-10 мкм. Они могут быть сферическими или в форме стержня. Митохондрия заключена в две мембраны, которые отделяют его от цитозоль и остальные компоненты клетки. Мембраны представляют собой липидный бислой с белками, встроенными в слои. Внутренняя мембрана складывается в форме крист ; это увеличивает площадь поверхности мембраны и максимизирует выход клеточного дыхания. Область между двумя мембранами является межмембранным пространством. Внутри внутренней мембраны находится митохондриальный матрикс, а внутри матрицы находятся рибосомы, другие ферменты и митохондриальная ДНК. Митохондрия способна воспроизводить и синтезировать белки независимо. Содержит ферменты, необходимые для транскрипция а также перенос РНК и рибосом, необходимых для перевод и образование белка.

Митохондриальная ДНК

Митохондриальная ДНК (мтДНК) обычно представляет собой небольшую кольцевую двухцепочечную ДНК молекула который кодирует ряд белков и РНК, участвующих в основном в клеточном дыхании и размножении клеток. У некоторых простистов и грибы мтДНК может быть линейной. Митохондриальная ДНК хорошо сохраняется в таксонах. Например, многие птицы или млекопитающие имеют одинаковые ген приказ. Митохондриальная ДНК животных кодирует две рибосомные РНК, 22 переносящие РНК и 13 кодирующих белок генов (субъединицы NADH, АТФазы и цитохромы). Он также состоит из некодирующей контрольной области или D-петли, которая участвует в регуляции репликации ДНК.

В отличие от ядерной ДНК, которая передается от обоих родителей, митохондриальная ДНК обычно наследуется от родителей (за некоторыми заметными исключениями). У животных мтДНК передается через яйцо по материнской линии, за исключением двустворчатых моллюсков, у которых обнаруживается бипаренальное наследование. В растениях мтДНК может передаваться по материнской, отцовской или двух родительской линии. Существуют также доказательства утечки мтДНК по отцовской линии, когда потомство наследует большую часть своей мтДНК от своей матери, но также получает небольшое количество от своего отца.

Мутации в митохондриальной ДНК могут приводить к ряду генетических заболеваний человека, особенно тех, которые связаны с потреблением энергии в мышечной и нервной системах. Примеры включают диабет, сердце болезнь, миоклоническая эпилепсия, нервно-мышечный синдром Кернса-Сайра и болезнь Альцгеймера. Это также было связано с дегенеративными заболеваниями и старением.

По сравнению с ядерно-кодирующими генами, митохондриальная ДНК животных развивается примерно в 10 раз быстрее, что позволяет увидеть изменения в относительно короткие сроки. Он также мутирует относительно часовым способом (за некоторыми исключениями). По этой причине митохондриальная ДНК обычно используется для изучения эволюционных отношений и Население генетика у животных; это была движущая сила гипотезы об эволюции человека «из Африки», а также эволюционных отношений между людьми и обезьянами. Растение мтДНК развивается довольно медленно и реже используется в эволюционных исследованиях.

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.

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.

Что такое митохондрии

Движение является важным составляющим фактором человеческой жизни. Однако, движение происходит благодаря энергии, которая в свою очередь поступает через еду, воду, кислород. Для преобразования вышеуказанных элементов в энергию, которая так необходима человеку для жизненных потребностей, в человеческом организме находятся одни из самых важных и трудолюбивых звеньев живой клетки — митохондрии. Отсутствие митохондрий делает невозможным функционирование клетки. Количество митохондрий в живой клетке зависит от ее активности и составляет в среднем от двухсот до нескольких тысяч. В молодых растущих и активно функционирующих клетках организма митохондрий гораздо больше, чем в старых. Объем митохондрии составляет около двадцати пяти процентов от объема живой клетки.

Считается, что митохондрии произошли из древнего симбиоза, возникшего в период поглощения ядросодержащей клеткой аэробный прокариот. Захваченная клетка начала полагаться на защитную среду хозяйской клетки, которая, в свою очередь, полагалась на поглощенный прокариот для производства энергии. По прошествии времени потомки поглощенного прокариота превратились в митохондрии

Их работа с использованием кислорода для создании энергии стала критически важной для эволюции эукариота. Современные митохондрии имеют огромное сходство с некоторыми современными прокариотами несмотря на прошедший многовековой период со времен древнего симбиотического события

Митохондрии представляют собой маленькие энергетические станции клеток, которые вырабатывают необходимую энергию для живых клеток. Расположена митохондрия в цитоплазме клетки и способна занимать до двадцати процентов ее объема. Митохондрий в организме огромное количество, они используют углеводы и кислород для производства энергии. Формы и размеры митохондрий бывают разнообразные, по большей части они вытянутые округлой формы, способные достигать длины до десяти микрометров. Митохондрии могут быть неподвижными, а также передвигаться по живой клетке. Они всегда продвигаются в пространство, в котором больше всего необходима выработать энергию.

Митохондрия достаточно самостоятельная органелла, имеющая свою собственную систему по синтезу белка — рибосомы, РНК, ДНК. Собственная генетическая система митохондрии отделена от генома клетки. Определенное количество белков митохондрии способны синтезировать самостоятельно, а часть получать из цитоплазмы.

Митохондрии считаются полуавтономными, так как частично зависят от клетки для репликации и роста. Как и бактерии, митохондрии имеют кольцевую ДНК, реплицируются репродуктивным процессом, который называется бинарным делением. Таким образом, митохондрии способные к размножению органеллы. Их обновление происходит в течении всего клеточного цикла. Воспроизведение митохондрий происходит путем их деления, то есть распадения органеллы на новые две митохондрии благодаря возникшей в середине митохондрии перегородке. Процесс их деления независим от деления клетки. Кроме того, до репликации эти органеллы способны сливаться воедино одна с другой. Длительность жизни митохондрий составляет несколько дней.

Митохондрия: энергетическая станция клетки

Уникальный источник энергии.В обычной жизни существуют различные способы извлечения энергии и использования ее для бытовых нужд: солнечные батареи, атомные электростанции, ветроэлектростанции… У клетки есть только одно решение для извлечения, преобразования и хранения энергии: митохондрия. Только митохондрия может преобразовать различные виды энергии в АТФ, энергию, используемую клеткой.

Процесс преобразования клеточной энергииМитохондрии используют 80% кислорода, который мы вдыхаем, чтобы преобразовывать потенциальную энергию в энергию, используемую клеткой. В процессе окисления освобождается большое количество энергии, которая сохраняется митохондриями в виде молекул АТФ.

В день преобразовывается 40 кг. АТФ.Энергия в клетке может принимать различные формы. Принцип действия клеточного механизма — преобразованиепотенциальной энергии в энергию, которую может напрямую использовать клетка.Потенциальные виды энергии попадают в клетку через питание в виде углеводов, жиров и белковКлеточная энергия состоит из молекулы называемой АТФ: Аденозинтрифосфат. Она синтезируется в результате преобразования углеводов, жиров и белков внутри митохондрии.За день в организме взрослого человека синтезируется и распадается эквивалент 40 кг АТФ.

Митохондрии: официальный поставщик энергии у медведей-гризли в спячке… У гризли сжигание телесных жиров внутри митохондрий является единственным источником питания, необходимое для выживания животного в период спячки. Преобразование жиров высвобождает большое количество воды , которое компенсирует воду, потерянную во время дыхания.