KOMPLEKSE LIHTSE KEELE KOHTA.

See teema on keeruline ja keeruline, mõjutades koheselt tohutul hulgal meie kehas toimuvaid biokeemilisi protsesse. Kuid proovime ikkagi aru saada, mis on mitokondrid ja kuidas nad töötavad.

Ja nii on mitokondrid elusraku üks olulisemaid komponente. Kui rääkida selge keel siis võib nii öelda raku jõujaam. Nende tegevus põhineb orgaaniliste ühendite oksüdatsioonil ja elektrilise potentsiaali (ATP molekuli lagunemisel vabaneva energia) tekitamisel lihaste kokkutõmbumise teostamiseks.

Me kõik teame, et meie keha töötab rangelt kooskõlas termodünaamika esimese seadusega. Energia meie kehas ei teki, vaid ainult muundub. Organism valib ainult energia muundamise vormi, ilma seda tootmata, keemilisest mehaaniliseks ja termiliseks. Peamine kogu planeedi Maa energiaallikas on Päike. Valguse kujul meile jõudes neelab energia taimede klorofüll, kus see ergastab vesinikuaatomi elektroni ja annab seeläbi energiat elusainele.

Oleme oma elu võlgu väikese elektroni energiale.

Mitokondrite töö seisneb vesiniku elektronenergia astmelises ülekandmises hingamisahela valgukomplekside rühmades (valkude elektronide transpordiahelas) olevate metalliaatomite vahel, kus igal järgneval kompleksil on elektroni suhtes suurem afiinsus, tõmmates seda ligi kui eelmine, kuni elektron ei ühine molekulaarse hapnikuga, millel on kõrgeim elektronafiinsus.

Iga kord, kui elektron lastakse ahelast läbi, vabaneb energia, mis akumuleerub elektrokeemilise gradiendina ja realiseerub seejärel lihaste kokkutõmbumise ja soojuse vabanemise kujul.

Nimetatakse mitokondrites toimuvate oksüdatiivsete protsesside jada, mis võimaldab teil üle kanda elektroni energiapotentsiaali "rakusisene hingamine" või sageli "hingamisahel", kuna elektron liigub mööda ahelat aatomilt aatomini, kuni see jõuab oma lõppeesmärgini, hapnikuaatomini.

Mitokondrid vajavad oksüdatsiooniprotsessi ajal energia kandmiseks hapnikku.

Mitokondrid tarbivad kuni 80% hapnikust, mida me hingame.

Mitokondrid on püsiv rakustruktuur, mis asub selle tsütoplasmas. Mitokondrid on tavaliselt 0,5–1 µm läbimõõduga. Kujult on sellel granuleeritud struktuur ja see võib hõivata kuni 20% raku mahust. Seda raku püsivat orgaanilist struktuuri nimetatakse organelliks. Organellide hulka kuuluvad ka müofibrillid – lihasraku kontraktiilsed üksused; ja raku tuum on samuti organell. Üldiselt on iga püsiv rakustruktuur organell-organell.

Mitokondrid avastas ja kirjeldas esmakordselt saksa anatoom ja histoloog Richard Altmann 1894. aastal ning sellele organellile andis nime teine ​​saksa histoloog K. Bend 1897. aastal. Kuid alles 1920. aastal tõestas saksa biokeemik Otto Wagburg, et rakuhingamise protsessid on seotud mitokondritega.

On olemas teooria, et mitokondrid tekkisid primitiivsete rakkude kinnipüüdmise tulemusena, rakud, mis ise ei saanud energia tootmiseks hapnikku kasutada, ja protogenootsed bakterid, mis võiksid seda teha. Just seetõttu, et mitokondrid oli varem eraldiseisev elusorganism, on sellel oma DNA tänini.

Mitokondrid olid varem iseseisev elusorganism.

Evolutsiooni käigus reetsid eellased paljud oma geenid energiatõhususe suurenemise tõttu tekkinud tuumale, mis lakkas olemast iseseisvad organismid. Mitokondrid esinevad kõigis rakkudes. Isegi spermatosoidid sisaldavad mitokondreid. Just tänu neile pannakse liikuma spermatosoidi saba, mis teostab selle liikumist. Eriti palju on aga mitakondreid neis kohtades, kus mistahes eluprotsesside jaoks on vaja energiat. Ja loomulikult on see peamiselt lihasrakud.

Lihasrakkudes saab mitokondreid ühendada hiiglaslike hargnenud mitokondrite rühmadeks, mis on omavahel ühendatud mitokondriaalsete kontaktide abil, milles nad luua koordineeritud toimiv ühistusüsteem. Sellises tsoonis oleval ruumil on suurenenud elektrontihedus. Uued mitokondrid moodustuvad eelnevate organellide lihtsal jagunemisel. Kõige sagedamini nimetatakse kõige "lihtsamat" ja kõigile rakkudele juurdepääsetavat energiavarustuse mehhanismi üldine kontseptsioon glükolüüs.

See on glükoosi järjestikuse lagunemise protsess püroviinamarihappeks. Kui see protsess toimub ilma molekulaarse hapniku osaluseta või ebapiisava kohalolekuga, siis nimetatakse seda anaeroobne glükolüüs. Sel juhul ei lagune glükoos mitte lõpptoodeteks, vaid piim- ja püroviinamarihappeks, mis seejärel käärimise käigus edasi muunduvad. Seetõttu vabaneb energiat vähem, kuid energiatootmise kiirus on kiirem. Anaeroobse glükolüüsi tulemusena saab rakk ühest glükoosi molekulist 2 ATP molekuli ja 2 piimhappemolekuli. Selline "põhiline" energiaprotsess võib toimuda iga raku sees. ilma mitokondriteta.

AT molekulaarse hapniku olemasolu viiakse läbi mitokondrite sees aeroobne glükolüüs hingamisahela sees. Püruviinhape osaleb aeroobsetes tingimustes trikarboksüülhappe tsüklis või Krebsi tsüklis. Selle mitmeetapilise protsessi tulemusena moodustub ühest glükoosi molekulist 36 ATP molekuli. Raku energiabilansi võrdlus arenenud mitokondrite ja rakkudega, kus need pole arenenud, näitab(piisava hapnikuga) rakusisese glükoosienergia kasutamise täielikkuse erinevus on peaaegu 20 korda!

Inimestel võivad skeletilihaskiud tinglikult mehaaniliste ja metaboolsete omaduste alusel jagatud kolme tüüpi: - aeglane oksüdeerumine; - kiire glükolüütiline; - kiiresti oksüdeeriv-glükolüütiline.

kiired lihaskiud Mõeldud kiireks ja raskeks tööks. Nende kokkutõmbumiseks kasutavad nad peamiselt kiireid energiaallikaid, nimelt kriatiinfosfaati ja anaeroobset glükolüüsi. Mitokondrite sisaldus seda tüüpi kiududes on palju väiksem kui aeglastes lihaskiududes.

aeglased lihaskiud teevad aeglaseid kokkutõmbeid, kuid on võimelised töötama pikka aega. Nad kasutavad energiana aeroobset glükolüüsi ja energia sünteesi rasvadest. See annab palju rohkem energiat kui anaeroobne glükolüüs, kuid nõuab vastutasuks rohkem aega, kuna glükoosi lagunemise ahel on keerulisem ja nõuab hapniku olemasolu, mille transportimine energia muundamise kohta võtab samuti aega. Aeglasi lihaskiude nimetatakse punaseks müoglobiini tõttu, mis vastutab hapniku viimise eest kiududesse. Aeglased lihaskiud sisaldavad märkimisväärses koguses mitokondreid.

Tekib küsimus, kuidas ja milliste harjutuste abil saab lihasrakkudes arendada ulatuslikku mitokondrite võrgustikku? Materjalis on erinevaid koolituse teooriaid ja meetodeid ning nende kohta.

II. Mitokondrid (struktuur ja funktsioonid)

Polüsoomid. Tsütoplasmaatiliste valkude süntees

Ribosoomid on raku tsütoplasmas olevad väikseimad organellid. Vaatamata oma suurusele on need keerulised molekulaarsed sõlmed, mis koosnevad ribosomaalne RNA (r-RNA) erineva pikkusega ja ribosomaalsed valgud . Tsütoplasmas esinevad ribosoomid kahes vormis:

1. Dissotsieerunud olekus (kaks alaühikut: väike ja suur), mis näitab nende passiivset olekut;

2. Seotud kujul on see nende aktiivse oleku vorm.

Suur allüksus moodustatud kolmest RNA molekulist, on poolkera kujuga, millel on 3 eendit, mis interakteeruvad väikese alaühiku "naelu".

Väike allüksus sisaldab ainult ühte RNA molekuli ja näeb välja nagu "kork", mille ogad on suunatud suure alaühiku poole. Ribosoomi subühikute assotsiatsioon on nende pindade reljeefide vastastikmõju.

Allüksuse funktsioonid:

1. Väike vastutab messenger-RNA-ga seondumise eest;

2. Suur - polüpeptiidahela moodustamiseks.

Polüsoomid on rühm ribosoome (5 kuni 30), mis on ühendatud mRNA ahelaga, moodustades funktsionaalse kompleksi. Sellel toimub raku jaoks vajalike tsütoplasmaatiliste valkude süntees diferentseerumise organellide kasvuks ja arenguks.

Tsütoplasmaatiliste valkude sünteesi etapid:

1. Väljumine mRNA tuumast;

2. Ribosoomide kokkupanek;

3. Funktsionaalse polüsoomi moodustumine;

4. Signaalpeptiidi süntees;

5. Signaali tuvastava osakese (SRP) peptiidi aminohapete järjestuse lugemine;

6. Tsütoplasmaatilise valgu sünteesi lõpetamine polüsoomil. Vaata joon. üks

Riis. 1: Tsütoplasma valkude sünteesi skeem

II. Mitokondrid (struktuur ja funktsioonid)

Mitokondrid on raku energiavarustussüsteem. peal optiline tase need tuvastatakse värvimise teel Altmani järgi, need näevad välja nagu terad ja niidid. Tsütoplasmas on nad hajusalt jaotunud ja spetsialiseeritud rakkudes koondunud piirkondadesse, kus on kõige suurem energiavajadus.

Mitokondriaalse organisatsiooni elektronmikroskoopiline tase: selles eristatakse kahte membraani: välist ja sisemist. Vaata joon. 2

Riis. 2: Mitokondrite struktuuri skeem

välimine membraan on suhteliselt tasase pinnaga kott, see on keemiline koostis ja plasmolemmale lähedased omadused, erineb see suurema läbilaskvuse poolest ja sisaldab rasvhapete, fosfolipiidide ja lipiidide metabolismi ensüüme.

Funktsioon:

1. Mitokondrite piiritlemine hüaloplasmas;

2. Transport rakuhingamise substraatide mitokondritesse.

Sisemine membraan- ebaühtlane, see moodustab plaatide kujul (lamellkristallid), mille pindala suureneb. Selle membraani põhikomponendiks on valgumolekulid, mis on seotud hingamisahela ensüümidega, tsütokroomid.

Cristae pinnal mõnes rakus, mida nad kirjeldavad seeneosakesed (F 1 osakesed), milles eristatakse pea (9 nm) ja jalg (3 nm). Arvatakse, et siin toimub ATP ja ADP süntees.

Välis- ja sisemembraani vahele moodustub väike (umbes 15–20 nm) ruum, mida nimetatakse mitokondrite väliskambriks. Sisekambrit piirab vastavalt sisemine mitokondriaalne membraan ja see sisaldab maatriksit.

Mitokondriaalsel maatriksil on geelitaoline faas ja seda iseloomustab kõrge valgusisaldus. See vastab mitokondriaalsed graanulid - 20 - 50 nm läbimõõduga suure elektrontihedusega osakesed, mis sisaldavad Ca 2+ ja Mg 2+ ioone. Mitokondriaalne maatriks sisaldab ka mitokondriaalset DNA-d ja ribosoome. Esimene on mitokondriaalsete membraanide transportvalkude ja mõnede ADP fosforüülimises osalevate valkude süntees. Siinne DNA koosneb 37 geenist ja ei sisalda mittekodeerivaid nukleotiidjärjestusi.

Mitokondrite funktsioonid:

1. Rakkude varustamine energiaga ATP kujul;

2. Osalemine steroidhormoonide sünteesis;

3. Osalemine nukleiinhapete sünteesis;

4. Kaltsiumi ladestumine.

Mitokondrid, mis see on ja millist funktsiooni nad täidavad. Muidugi ei saa iga inimene aru, miks ta seda teavet vajab. Kuid kui loete seda artiklit hoolikalt läbi, muutub teie arvamus.

Rakkude, nii loomade kui ka taimede sisekorraldust võib võrrelda kommuuniga. Mida see tähendab?

See tähendab, et kõik rakud on võrdsed ja nad täidavad omakorda ühte kindlat rolli. Rakkude peamine roll on luua tasakaalustatud ansambel.

Mis puudutab mitokondreid, siis see on eraldi struktuur. Sisaldab palju intratsellulaarseid funktsioone.

Artikli sisu:
1. Üldinfo

Üldine informatsioon

Struktuur avastati 19. sajandi keskel. Väärib märkimist, et juba 150 aastat uskusid kõik teadlased, et mitokondrid on võimelised täitma ainult ühte funktsiooni, nimelt olema raku energiamasin.

Et oleks natukenegi selge: keha saab toitaineid, misjärel toimub lagunemisprotsess, mis jõuab mitokondritesse. Seejärel toimub kõigi kehasse sattunud toitainete oksüdatiivne lagunemine.

Kus mitokondrid elavad?

Mitokondrid asuvad tsütoplasmas, nimelt nendes piirkondades, kus on vajadus ATP järele.

Kui bioloogia seisukohalt lähemalt vaadata, siis südame lihaskoes on palju mitokondreid. Mitokondrid asuvad ka spermatosoidides ja nende põhieesmärk on luua kaitsemask. Spermatosoidides toodavad mitokondrid palju vähem energiat kui südame lihaskoes.

Mitokondrite põhistruktuur

Mitokondritel on üsna keeruline struktuur. See koosneb kahest membraanist, nimelt välimisest ja sisemisest. Lisaks on seal membraanidevaheline ruum.

Mitokondri enda sees on maatriks, teisisõnu, see on sisemine sisu. Mikroskoobi all on maatriksil näha väikseid väljakasvu, see on kriis.

Oma valgu süntees toimub tänu DNA-le, RNA-le ja loomulikult ribosoomidele.

Välis- ja sisemembraanide osas täidavad need mitmesuguseid funktsioone. Just sel põhjusel jagasid teadlased funktsionaalsed võimed keemiliseks koostiseks.

Membraan ei ületa 10 nm. Välismembraan on natuke nagu plasmalemma, seega on sellel barjäärifunktsioon.

Mitokondrite sisemembraan koosneb kristallidest, mille tõttu see moodustab multiensümaatilise süsteemi.

Mitokondriaalsed funktsioonid

Mitokondrite kõige põhilisem funktsioon on ATP (keemilise energia vorm) süntees. Kui uurite hoolikalt bioloogiat, märkate, et molekuli saab moodustada kahel viisil.

Esimene hariduse viis viiakse läbi eranditult substraadi fosforüülimise tulemusena. Teine haridustee tekib fosforhappe jäägi ülekandmise protsessis.

Tähtis! Mitokondrid kasutavad ATP sünteesimiseks kahte rada. Miks? Fakt on see, et esimene moodustumise viis on iseloomulik algsele oksüdatsiooniprotsessile, mis omakorda toimub maatriksis. Teine viis on energiatootmise viimane protsess. Sel juhul on mitokondrid seotud kristallidega.

Energiatootmise protsessi võib tinglikult jagada teatud etapiviisilisteks etappideks. Esimesed kaks etappi toimuvad eranditult maatriksis; ülejäänud etapid toimuvad mitokondriaalsetes kristallides.

1. Tsütoplasmast hakkavad mitokondritesse voolama mitte ainult rasvhapped, vaid ka püroviinamarihappe soolad. Just mitokondrites toimub hapete muundamine atsetüülkoensüümiks.
2. Teises etapis toimub oksüdatsioon - konensüüm, meditsiinipraktikas nimetatakse seda ka atsetüül-CoA-ks. Oksüdatsiooniprotsess viiakse läbi Krebsi tsüklis. Teise protsessi viimases etapis moodustuvad NADH + ja kaks hapniku molekuli.
3. Kolmandas etapis kantakse elektrolüüdid mööda hingamisahelat otse NADH-st hapnikku. Seejärel moodustub vesi.
4. ATP moodustumine.

Nagu näete, on energia tootmise protsess inimkehas üsna tõsine.

Miks on mitokondreid vaja?

Nüüd teate, et mitokondrid on rakulised organellid, mis on peamine energiaallikas. Energia tootmiseks vajavad organellid mitte ainult hapnikku, vaid ka glükoosi.

Glükoosiga on kõik lihtsam, selle varusid saab toiduga täiendada, aga kuidas on lood hapnikuga?

Iga inimene tajub sisse- ja väljahingamist hingamisena, see on loomulik väline hingamine. Hingamisprotsessi ennast tuleb käsitleda teisest vaatenurgast.

Niisiis, kui inimene hingab sisse, hakkab hapnik voolama alveoolidesse, misjärel see siseneb vereringesse, seejärel levib edasi läbi keharakkude ja kudede.

Hapnik koosneb rakkudest, mis omakorda võivad toitaineid oksüdeerida ja seeläbi energiat vabastada. Pöörame teie tähelepanu: protsessi lõpptulemus on energia tootmine mitokondrites. Meditsiinipraktikas nimetatakse seda protsessi rakuhingamiseks.

Nüüd saame teha väikese järelduse: mida rohkem on mitokondreid, seda rohkem saab meie keha toitaineid.

Kas mitokondrite arvu on võimalik iseseisvalt suurendada?

Jah, saate organellide arvu kehas suurendada, peamine on teada, kuidas. Lihtsaim viis on teha aeroobset jooksmist. Aeroobse jooksu hetkel hingab inimene vabalt, saades seeläbi piisavalt vastu suur hulk hapnikku.

Nüüd kaaluge, kuidas suurendada hapniku tungimist rakku. Nii et süsihappegaasi osarõhu otseseks tõstmiseks on vaja iga päev teha nina hingamisharjutusi. Näiteks: hingake sisse ja välja nina kaudu. Nina kaudu väljahingamine on inimese jaoks väga raske, kuid süsihappegaasi on võimalik koguneda palju. Teine võimalus on teha hingamisharjutusi Buteyko meetodi järgi.

Lihtsaim võimalus on muidugi kasutada spetsiaalseid maske või seadmeid.

Lisaks harjutustele ja seadmetele peate järgima õige toitumine. Kaasake dieeti võimalikult palju toiduaineid, mis on rikkad kasulike vitamiinide ning makro- ja mikroelementide poolest.

Näiteks:

1. Liha.
2. Kala.
3. Puuviljad ja köögiviljad.

Glükoosi taseme tõstmiseks organismis, mis osaleb aktiivselt ka ATP sünteesis, lisage dieeti kuivatatud puuvilju, mett (eeldusel, et allergiline reaktsioon toote kohta).

Mõned arstid soovitavad kasutada vitamiine ja toidulisandeid pillides või kapslites. Osta vitamiinide kompleks mis sisaldab magneesiumi, B- ja C-rühma vitamiine, D-riboosi.

Mitokondrite video struktuur ja funktsioon

Taimeraku mitokondrid. Nende struktuur ja funktsioonid

Vorm- ümarad või hantlikujulised kehad.

Mõõtmed- pikkus 1-5 mikronit, läbimõõt 0,4-0,5 mikronit.

Kogus puuri kohta- kümnetest kuni 5000-ni.

Struktuur. Need koosnevad peamiselt valkudest (60-65%) ja lipiididest (30%). Need on kahekordse membraaniga organellid. Välise ja sisemise membraani paksus on kumbki 5-6 nm. Perimitokondrite ruum (membraanide vaheline ruum) on täidetud seerumitaolise vedelikuga. Sisemembraan moodustab erineva kujuga voldid − cristae. Sisemembraani sisepinnal on seenekujulised osakesed – oksüdatiivseid ensüüme sisaldavad oksisoomid. Mitokondrite sisemine sisu − maatriks. Maatriks sisaldab ribosoome ja mitokondriaalset DNA-d (0,5%), mis on ümmarguse struktuuriga ja vastutab mitokondriaalsete valkude sünteesi eest. Mitokondrites on igat tüüpi RNA-d (1%), need jagunevad tuuma jagunemisest sõltumatult ja rakus moodustuvad olemasolevatest mitokondritest jagunemise või pungade tekkimise teel. Mitokondrite poolväärtusaeg on 5–10 päeva.

Funktsioonid. Mitokondrid on rakkude energeetilise aktiivsuse keskused. Mitokondrites toimivad süsteemid aeroobne hingamine ja oksüdatiivne fosforüülimine. Mitokondrite sisemembraanis paiknevad elektronide transpordiahela komponendid ja ATP-süntetaasi kompleksid, mis teostavad elektronide ja prootonite transporti ning ATP sünteesi. Maatriks sisaldab süsteeme di- ja trikarboksüülhapete oksüdeerimiseks, mitmeid süsteeme lipiidide, aminohapete jne sünteesiks.

Mitokondrid on võimelised liikuma suurenenud energiatarbimisega kohtadesse. Nad saavad üksteisega suhelda vahetus läheduses või kiudude abil. Anaeroobse hingamise ajal mitokondrid kaovad.

Mitokondrid on ümara ja pikliku kujuga, läbimõõduga 0,4–0,5 mikronit ja pikkusega 1–5 mikronit (joonis 1.3).

Mitokondrite arv varieerub mõnest taimeraku kohta 1500–2000-ni.

Mitokondrid on piiratud kahe membraaniga: välimine ja sisemine, kummagi paksus on 5–6 nm. Välimine membraan näeb välja venitatud ja sisemine moodustab erineva kujuga voldid, mida nimetatakse harjadeks (cristae). Membraanide vahelist ruumi, mis hõlmab ka kristallide siseruumi, nimetatakse intermembraanseks (perimitokondriaalseks) ruumiks. See toimib söötmena mitokondrite sisemembraanile ja maatriksile.

Mitokondrid tervikuna sisaldavad 65–70% valku, 25–30% lipiide ja vähesel määral nukleiinhappeid. 70% kogu lipiidide sisaldusest moodustavad fosfolipiidid (fosfatidüülkoliin ja fosfatidüületanoolamiin). Rasvhappelist koostist iseloomustab kõrge küllastunud rasvhapete sisaldus, mis tagavad membraani "jäikuse".

Mitokondrites asuvad aeroobse hingamise süsteemid ja oksüdatiivne fosforüülimine. Hingamise tulemusena orgaanilised molekulid lõhenevad ja selle ülekandmisel ATP molekulile vabaneb energia.

Mitokondrid sisaldavad valke, RNA-d, DNA ahelaid, bakteritaolisi ribosoome ja erinevaid lahustunud aineid. DNA eksisteerib ringikujuliste molekulide kujul, mis paiknevad ühes või mitmes nukleotiidis.

plastiidid, koos vakuoolide ja rakumembraaniga - iseloomulikud komponendid taimerakud. Iga plastiid on ümbritsetud oma kestaga, mis koosneb kahest elementaarmembraanist. Plastiidide sees eristatakse membraanisüsteemi ja enam-vähem homogeenset ainet, stroomat. Kloroplasti sisemine struktuur on üsna keeruline. Strooma on läbi imbunud arenenud membraanide süsteem, mis on kujundatud lamedate vesiikulite kujul, mida nimetatakse tülakoidideks.Tülakoidid kogutakse virnadesse - granadesse, mis meenutavad mündisambaid.

Kloroplastid, milles toimub fotosüntees, sisaldavad klorofülle ja karotenoide. Suurus - 4-5 mikronit. Lehe mesofülli üks rakk võib sisaldada 40–50 kloroplasti, lehe mm 2 kohta umbes 500 000. Tsütoplasmas paiknevad kloroplastid tavaliselt rakumembraaniga paralleelselt.

Klorofüll ja karotenoidid on põimitud tülakoidmembraanidesse. Kloroplastid rohelistes taimedes ja vetikates sisaldavad sageli tärkliseterasid ja väikeseid lipiidide (rasva) tilka. Tärklise terad on fotosünteesitoodete ajutised varud. Need võivad pimedas viibivatest kloroplastidest kaduda vaid 24 tundi ja ilmuda uuesti juba 3–4 tundi pärast taimede valguse kätte viimist.

Eraldatud kloroplastides toimub RNA süntees, mida tavaliselt kontrollib ainult kromosomaalne DNA. Kloroplastide teket ja neis sisalduvate pigmentide sünteesi kontrollib suures osas kromosomaalne DNA, mis interakteerub umbmäärasel viisil kloroplasti DNA-ga. Oma DNA puudumisel kloroplastid aga ei moodustu.

Kloroplaste võib pidada peamisteks rakulisteks organellideks, kuna need on esimesed päikeseenergia muundamise ahelas, mille tulemusena saame toitu ja kütust. Kloroplastides ei toimu ainult fotosüntees. Nad osalevad aminohapete ja rasvhapete sünteesis, toimivad ajutiste tärklisevarude hoidjana.

Kromoplastid(kreeka keelest chroma - värv) - pigmenteerunud plastiidid. Vormilt mitmekesised kromoplastid ei sisalda klorofülli, vaid sünteesivad ja akumuleerivad karotenoide, mis annavad kollase, oranži jt värve. Porgandi juurviljad, tomatite viljad on värvitud pigmentidega, mis on kromoplastides.

Leukoplastid on varuaine - tärklise - kogunemise koht. Eriti palju on leukoplaste kartulimugulate rakkudes. Valguses võivad leukoplastid muutuda kloroplastideks (kartulimugulad muutuvad roheliseks). Sügisel muutuvad kloroplastid kromoplastideks ja rohelisteks lehtedeks ning viljad muutuvad kollaseks ja punaseks.

Kaugel 19. sajandil, uurides huviga elusraku struktuuri läbi elusraku esimese, veel mitte täiusliku struktuuri, märkasid bioloogid selles mõningaid piklikke siksakitaolisi objekte, mida nimetati "mitokondriteks". Mõiste "mitokondrid" ise koosneb kahest kreeka sõnast: "mitos" - niit ja "chondros" - tera, tera.

Mis on mitokondrid ja nende roll

Mitokondrid on kahemembraaniline eukarüootne rakk, mille põhiülesanne on orgaaniliste ühendite oksüdeerimine, ATP molekulide süntees, millele järgneb nende lagunemise järel tekkiva energia kasutamine. See tähendab, et tegelikult on mitokondrid rakkude energiabaas, piltlikult öeldes on mitokondrid omamoodi jaamad, mis toodavad rakkudele vajalikku energiat.

Mitokondrite arv rakkudes võib varieeruda mõnest tuhandeni ühikuni. Ja rohkem neid loomulikult neis rakkudes, kus käivad intensiivselt ATP molekulide sünteesi protsessid.

Mitokondrid ise on samuti erineva kuju ja suurusega, nende hulgas on ümaraid, piklikke, spiraalseid ja tassikujulisi esindajaid. Kõige sagedamini on nende kuju ümar ja piklik, läbimõõduga üks mikromeeter ja kuni 10 mikromeetrit pikk.

Selline näeb välja mitokondrid.

Samuti võivad mitokondrid nii rakus ringi liikuda (teevad seda tänu voolule) kui ka paigal liikumatult püsida. Nad liiguvad alati nendesse kohtadesse, kus on kõige rohkem vaja energiat toota.

Mitokondrite päritolu

Möödunud kahekümnenda sajandi alguses kujunes välja nn sümbiogeneesi hüpotees, mille kohaselt tekkisid mitokondrid teise prokarüootsesse rakku viidud aeroobsetest bakteritest. Need bakterid hakkasid rakku varustama ATP molekulidega, vastutasuks vajaliku kättesaamise eest toitaineid. Ja evolutsiooni käigus kaotasid nad järk-järgult oma autonoomia, kandes osa oma geneetilisest informatsioonist üle raku tuuma, muutudes raku organelliks.

Mitokondrid koosnevad:

• kaks, üks neist on sisemine, teine ​​on väline,
• membraanidevaheline ruum,
• maatriks - mitokondrite sisemine sisu,
• Crista on membraani osa, mis on maatriksis kasvanud
• valke sünteesiv süsteem: DNA, ribosoomid, RNA,
• muud valgud ja nende kompleksid, sealhulgas suur hulk erinevaid ensüüme,
• teised molekulid

Selline näeb välja mitokondrite struktuur.

Mitokondrite välis- ja sisemembraanil on erinevad funktsioonid ning seetõttu on nende koostis erinev. Välismembraan on oma ehituselt sarnane plasmamembraaniga, mis ümbritseb rakku ennast ja täidab peamiselt kaitsebarjääri rolli. Väikesed molekulid võivad sellesse siiski tungida, kuid suuremate molekulide tungimine on juba selektiivne.

Mitokondrite sisemembraanil, sealhulgas selle väljakasvudel - kristallidel, paiknevad ensüümid, mis moodustavad multiensümaatilisi süsteeme. Keemilises koostises domineerivad valgud. Cristae arv sõltub sünteesiprotsesside intensiivsusest, näiteks lihasrakkude mitokondrites on neid palju.

Mitokondritel ja ka kloroplastidel on oma valke sünteesiv süsteem – DNA, RNA ja ribosoomid. Geneetiline aparaat on rõngamolekuli kujul - nukleotiid, täpselt nagu bakteritel. Osa vajalikest valkudest sünteesivad mitokondrid ise ja osa saadakse väljast, tsütoplasmast, kuna neid valke kodeerivad tuumageenid.

Mitokondriaalsed funktsioonid

Nagu eelpool kirjutasime, on mitokondrite põhiülesanne varustada rakku energiaga, mida ekstraheeritakse orgaanilistest ühenditest läbi arvukate ensümaatiliste reaktsioonide. Mõned neist reaktsioonidest toimuvad osalusel ja pärast teisi eraldub süsinikdioksiid. Ja need reaktsioonid toimuvad nii mitokondri enda sees, see tähendab selle maatriksis, kui ka kristallidel.

Teisisõnu öeldes on mitokondrite roll rakus aktiivselt osaleda "rakuhingamises", mis hõlmab palju orgaaniliste ainete oksüdatsiooni, vesiniku prootonite ülekandeid koos järgneva energia vabanemisega jne.

Mitokondriaalsed ensüümid

Translokaasi ensüümid mitokondriaalses sisemembraanis transpordivad ADP-d ATP-ks. Peadel, mis koosnevad ATPaasi ensüümidest, sünteesitakse ATP. ATPaas tagab ADP fosforüülimise konjugatsiooni hingamisahela reaktsioonidega. Maatriks sisaldab enamikku Krebsi tsükli ja rasvhapete oksüdatsiooni ensüümidest

Mitokondrid, video

Ja lõpuks huvitav õpetlik video mitokondrite kohta.