Advertisement

Мітохондрії (від грец. Mitos-нитка, chondrion-зернятко) – органели еукаріотичних клітин, що володіють власною ДНК і виконують функцію синтезу АTФ- запасаючі хімічну енергію клітин.

Термін «мітохондрія» запропонований К. Бендою в 1897 для описаних раніше (1894) Р.Альтманом органел – біобластів.
Мітохондрії – це енергетичні підстанції клітин, як їх часто називають.
За теорією симбіогенезу, мітохондрії (так само як і пластиди) спочатку були окремими одноклітинними організмами. Їх захопили інші клітини, перетворивши на ендосимбіонтів. Поступово «квартиранти» втратили здатність до самостійного існування і перетворилися на органели.
Вчені кажуть, що цей вдалий крок трапився лише один раз за всю історію еволюції. Замість того щоб стати паразитом і експлуатувати клітину-господаря, вбиваючи її, предок мітохондрії і клітина яка їх прихистила пішли на співпрацю.
Вони розвивалися спільно, при цьому ендосімбіонт поступово відточував одне вміння – синтез АТФ. Внутрішня клітина зменшувалася в розмірах і передавала частину своїх другорядних генів в ядро. Так мітохондрії залишили в собі лише ту частину початкової ДНК, що була їм необхідна для роботи як «живої електростанції».

Мітохондрії — напівавтономні двомембранні структури подовгастої форми. Зовнішня мембрана гладенька, а внутрішня утворює складки-кристи, що збільшують її поверхню. Всередині мітохондрії заповнені матриксом, у якому знаходяться кільцева молекула ДНК, РНК, рибосоми.
Кількість мітохондрій у клітинах різна, з ростом клітин чисельність їх збільшується внаслідок поділу. Мітохондрії — це «енергетичні станції» клітини. У процесі дихання в них відбувається остаточне окиснення речовин киснем повітря. Енергія, що виділяється, нагромаджується в молекулах АТФ, синтез яких проходить у цих структурах.

Функції мітохондрій:
 Беруть участь в обміні речовин, оскільки містять ферменти.
 Беруть участь у процесі дихання, синтезі молекул АТФ
 Здійснюють синтез білка, тому що мають свою специфічну ДНК.

Мітохондрії після пластид – найбільші з органоїдів цитоплазми. Їх товщина коливається від 0,2 до 2 мкм (мікрометрів), довжина – від 0,5 до 7 мкм. За формою вони різноманітні: округлі, овальні, паличкоподібні, ниткоподібні.
Оболонка мітохондрій двошарова, товщина її близько 0,02 мкм. Зовнішня мембрана має рівні контури, не утворює заглибин або складок. На неї припадає близько 7% від площі всіх клітинних мембран.
Внутрішня мембрана (товщиною близько 7 нм) обмежує власне внутрішній вміст мітохондрії, її матрикс. Характерною рисою внутрішньої мембрани мітохондрій є їх здатність утворювати численні вп’ячювання всередину мітохондрій. Такі вп’ячювання найчастіше мають вигляд плоских гребенів, або крист. Ці перегородки – кристи -сильно, збільшують внутрішню поверхню мітохондрії, що, мабуть, дуже важливо, тому що на ній розташовуються ферментні білки.

Матрикс мітохондрій має тонкозернисту гомогенну будову, в ньому іноді виявляються тонкі зібрані в клубок нитки (близько 2-3 нм) і гранули близько 15-20Нм. Тепер стало відомо, що нитки матриксу мітохондрій є молекули ДНК у складі мітохондріального нуклеоїда, а дрібні гранули – мітохондріальні рибосоми.
Мітохондрії рухливі, пластичні, постійно змінюють форму, можуть гілкуватися, зливатися один з одним, і розходиться. Переміщення мітохондрій пов’язане з мікротрубочками.

Мітохондрії розташовані біля місць високого споживання АТФ (між міофибриллами в серцевому м’язі, навколо джгутика сперматозоїда, у скелетних м’язах ).
Повздовжній розріз сперматозоїда. Численні мітохондрії зібрані в спіраль навколо джгутика.
У найпростіших і в інших клітинах, забезпечених війками, мітохондрії локалізуються безпосередньо під клітинною мембраною біля основи війок, для роботи яких необхідний АТФ.
У аксонах нервових клітин мітохондрії розташовуються близько синапсів, де відбувається процес передачі нервового імпульсу.
Останнім часом став широко застосовуватися для вивчення властивостей мітохондрій флуорохром родамін. Цей барвник має здатність люмінісціровать у фіолетовому світлі, якщо він зв’язується з мембранами активних мітохондрій. При цьому в ілюмінісцентний мікроскоп видна єдина мітохондріальна система – мітохондріальний ретикулум.

Кількість мітохондрій залежить від потреби клітини в енергії, чим більше потреба, тим більше мітохондрій у клітині і тим більше вони розвинені.
Інтерес до мітохондрій виник на початку 1950-х років, коли дослідники виявили, що в грудних м’язах і в крилах курчат міститься мало мітохондрій, в той час як у голубів і диких качок виявлена велика щільність цих дрібних структур. Те, що курчата не можуть літати, а голуби і качки навпаки, відомі своїми досягненнями у тривалих перельотах, наштовхнуло фізіологів на думку, що концентрація мітохондрій тісно пов’язана з аеробною продуктивністю.
Кількість мітохондрій (показані червоним) в одній клітині варіюється від однієї (в основному в одноклітинних еукаріотів) до двох тисяч (наприклад, в клітинах печінки людини).

Мітохондршї в клітинах печінки; гіганська амеба на “полюванні”-містить велику кількість мітохондрій

Найбільше мітохондрій в ооцитах (близько 300000) і у гігантської амеби Chaos chaos (до 500000).
У клітинах зелених рослин кількість мітохондрій менше, ніж у клітинах тварин, тому що частину їх функцій можуть виконувати хлоропласти.
Відсутні мітохондрії у кишкових амебоїдних, що живуть в умовах анаеробіозу, і у деяких інших паразитичних найпростіших.
Чим більше мітохондрій у спортсмена, тим вище його витривалість. Причина в тому, що це єдині клітини, в яких вуглеводи, жири і протеїни можуть розпадатися в присутності кисню, виділяючи енергію для вправи.
Було зроблено вражаюче відкриття, що мітохондрії володіють власним генетичним апаратом, і всі мітохондрії в тілі людини успадковані від матері, а не від батька. Це відбувається через те, що яйцеклітина має мітохондрії, у сперматозоїда їх немає. Це може здаватися дивним, тому що яйцеклітина статична, а сперматозоїди відомі плавці, але вони мають такий малий розмір, що мітохондрія буде для них занадто великим вантажем, щоб донести його під час подорожі до яйцеклітини.

Сперматозоїди мають мітохондрії лише на шийці, що надає їм рухливості. Хвіст при заплідненні або не потрапляє у яйцеклітину, або розсмоктується. Незважаючи на широко поширену думку, наша здатність до виконання вправ успадковується від матерів, а не від батьків. Таким чином, якщо у вас батько великий спортсмен або ж навпаки, ніколи не займався спортом, це не має великого значення, але якщо у вас мати має хороші фізичні дані, то це велика нагорода.