Mitohondrion

Mitohondrion , organela vezana na membranu koja se nalazi u citoplazmi gotovo svih eukariotski stanice (stanice s jasno definiranim jezgrama), čija je primarna funkcija generiranje velikih količina energije u obliku adenozin trifosfat (ATP). Mitohondriji su obično okruglog do ovalnog oblika i veličine su od 0,5 do 10 μm. Osim što proizvode energiju, mitohondriji pohranjuju kalcij za signalne aktivnosti stanica, generiraju toplinu i posreduju u rastu i smrti stanica. Broj mitohondrija po stanici vrlo varira; na primjer, kod ljudi eritrociti (crvene krvne stanice) ne sadrže mitohondrije, dok stanice jetre i mišićne stanice mogu sadržavati stotine ili čak tisuće. Jedini eukariotski organizam za koji je poznato da nema mitohondrije je oksimonada Monocercomonoides vrsta. Mitohondrije se razlikuju od ostalih staničnih organela po tome što imaju dvije različite membrane i jedinstveni genom te se razmnožavaju binarnom cijepanjem; ove značajke ukazuju na to da mitohondriji dijele evolucijsku prošlost s prokarionima (jednostaničnim organizmima).

mitohondriji

mitohondriji Mitohondriji (crveni) nalaze se u citoplazmi gotovo svih eukariotskih stanica (jezgra stanica prikazana je plavom bojom, citoskelet je prikazan žutom bojom). defun / iStock.com



Najpopularnija pitanja

Što je mitohondrija?

Mitohondrion je organela okruglog do ovalnog oblika koja se nalazi u stanicama gotovo svih eukariotski organizmi. Proizvodi energiju, poznatu kao ATP , za stanicu kroz niz kemijskih reakcija.



______________ je umjetnost gradnje

Što rade mitohondriji?

Poznati kao moćnici stanice, mitohondriji proizvode energiju potrebnu za opstanak i funkcioniranje stanice. Nizom kemijskih reakcija mitohondriji razgrađuju glukozu u energetsku molekulu poznatu kao adenozin trifosfat (ATP), koji se koristi za poticanje raznih drugih staničnih procesa. Osim što proizvode energiju, mitohondriji pohranjuju kalcij za staničnu signalizaciju, generiraju toplinu i uključeni su u rast stanica smrt .

koliko birača ima svaka država

Gdje se nalaze mitohondriji?

Mitohondriji se nalaze u stanicama gotovo svih eukariotski organizam, uključujući bilje i životinje . Stanice koje zahtijevaju puno energije, poput mišićnih stanica, mogu sadržavati stotine ili tisuće mitohondrija. Nekoliko vrsta stanica, poput crvenih krvnih stanica, u potpunosti nemaju mitohondrije. Kao prokariotski organizmi, bakterije i arheje nemaju mitohondrije.



Vanjska mitohondrijska membrana je slobodno propusna za male molekule i sadrži posebne kanale sposobne za transport velikih molekula. Suprotno tome, unutarnja membrana je daleko manje propusna, dopuštajući da samo vrlo male molekule prijeđu u geličastu matricu koja čini središnju masu organele. Matrica sadrži deoksiribonukleinsku kiselinu (DNA) mitohondrijskog genoma i enzime ciklus trikarboksilne kiseline (TCA) (također poznat kao ciklus limunske kiseline , ili Krebsov ciklus), koji metabolizira hranjive sastojke u nusproizvode koje mitohondrij može koristiti za proizvodnju energije. Procesi koji pretvaraju ove nusproizvode u energiju javljaju se prvenstveno na unutarnjoj membrani koja je savijena u nabore poznate kao kristale u kojima se nalaze proteinske komponente glavnog sustava stanica za proizvodnju energije, lanca transporta elektrona (ETC). ETC koristi niz reakcije oksidacije-redukcije za premještanje elektrona iz jedne proteinske komponente u drugu, u konačnici proizvodeći slobodnu energiju koja se iskorištava za pogon fosforilacije ADP (adenozin difosfata) u ATP. Ovaj proces, poznat kao kemiosmotsko spajanje oksidativne fosforilacije, pokreće gotovo sve stanične aktivnosti, uključujući one koje generiraju mišićno kretanje i potiču funkcije mozga.

osnovni pregled procesa proizvodnje ATP-a

osnovni pregled procesa proizvodnje ATP Tri procesa proizvodnje ATP uključuju glikolizu, ciklus trikarboksilne kiseline i oksidacijsku fosforilaciju. U eukariotskim stanicama posljednja dva procesa događaju se unutar mitohondrija. Elektroni koji prolaze kroz lanac prijenosa elektrona u konačnici generiraju slobodnu energiju sposobnu za pogon fosforilacije ADP-a. Encyclopædia Britannica, Inc.

Većina proteina i drugih molekula koje tvore mitohondrije potječu iz stanice jezgra . Međutim, u genomu mitohondrija čovjeka nalazi se 37 gena, od kojih 13 proizvodi različite komponente ETC-a. Mitohondrijska DNA (mtDNA) vrlo je osjetljiva na mutacije, uglavnom zato što ne posjeduje robustan Mehanizmi popravljanja DNK zajednički nuklearnoj DNA. Osim toga, mitohondrij je glavno mjesto za proizvodnju reaktivnih vrsta kisika (ROS; ili slobodnih radikala) zbog visoke sklonost za aberantno oslobađanje slobodnih elektrona. Iako nekoliko različitih antioksidativnih proteina unutar mitohondrija uklanja i neutralizira ove molekule, neki ROS-i mogu nanijeti štetu mtDNA. Uz to, određene kemikalije i zarazni agensi, kao i alkohol zlostavljanje , mogu oštetiti mtDNA. U potonjem slučaju, prekomjerni unos etanola zasićuje enzime za detoksikaciju, uzrokujući da visoko reaktivni elektroni propuštaju iz unutarnje membrane u citoplazmu ili u mitohondrijski matriks, gdje se kombiniraju s drugim molekulama da bi stvorili brojne radikale.



koje su funkcije korijena
mitohondriji; prugasti mišić

mitohondriji; prugasti mišići Prijenosni elektronski mikrograf koji prikazuje djelomično kontraktirano ljudsko prugasto mišićno vlakno. Široke crvene trake sadrže aktinske i miozinske niti, dok mitohondriji (zeleni) opskrbljuju energijom potrebnom za kontrakciju mišića. SERCOMI — BSIP / dob fotostock

U mnogim organizmima mitohondrijski genom nasljeđuje se majčinski. To je zato što majčina jajna stanica donira glavninu citoplazme embriju, a mitohondriji naslijeđeni od očeve sperma su obično uništene. Brojne su nasljedne i stečene mitohondrijske bolesti. Nasljedne bolesti mogu nastati mutacijama koje se prenose u nuklearnoj DNA majke ili oca ili u mtDNA majke. Naslijeđena i stečena mitohondrijska disfunkcija implicirana je u nekoliko bolesti, uključujući Alzheimerova bolest i Parkinsonova bolest. Sumnja se da akumulacija mutacija mtDNA tijekom životnog vijeka organizma igra važnu ulogu u starenje , kao i u razvoju određenih karcinomi i druge bolesti. Budući da su i mitohondriji središnja komponenta apoptoza (programirana stanična smrt), koja se rutinski koristi za uklanjanje tijela stanica koje više nisu korisne ili funkcioniraju ispravno, mitohondrijske disfunkcije koja inhibira stanična smrt može pridonijeti razvoju Rak .

Nasljeđivanje mtDNA po majci pokazalo se vitalnim za istraživanje ljudska evolucija i migracija . Majčinski prijenos omogućuje pronalaženje sličnosti naslijeđenih u generacijama potomaka u jednoj liniji predaka tijekom mnogih generacija. Istraživanje je pokazalo da se fragmenti mitohondrijskog genoma koje danas nose svi živi ljudi mogu pronaći kod jedne pretke žene koja je živjela prije otprilike 150 000 do 200 000 godina. Znanstvenici sumnjaju da je ova žena živjela među ostalim ženama, ali da je proces genetskog zanosa (slučajne fluktuacije učestalosti gena koji utječu na genetsku konstituciju malih populacija) uzrokovao da je njezina mtDNA nasumično zamijenila onu drugih žena kako je populacija evoluirala. Varijacije mtDNA koje su naslijedile sljedeće generacije ljudi pomogle su istraživačima u dešifriranju zemljopisnog podrijetla, kao i kronoloških migracija različitih ljudskih populacija. Na primjer, studije mitohondrijskog genoma pokazuju da su ljudi koji su migrirali iz Azije u Ameriku prije 30 000 godina možda bili nasukani na Beringiji, ogromnom području koje je uključivalo kopneni most u današnjem Beringovom tjesnacu, čak 15 000 godina prije stigavši ​​u Ameriku.