Kas vyksta mitochondrijose. Mitochondrijos
Mitochondrijos
Mitochondrijos yra lazdelės arba ovalo formos struktūros (gr. mitos- siūlas, chondros- granulės). Jų yra visose gyvūnų ląstelėse (išskyrus subrendusius eritrocitus): aukštesniuosiuose augaluose, dumbliuose ir pirmuoniuose. Jų nėra tik bakterijų prokariotuose.
Šias organeles praėjusio amžiaus pabaigoje pirmą kartą atrado ir aprašė Altmanas. Kiek vėliau šios struktūros buvo pavadintos mitochondrijomis. 1948 m. Hogeboom atkreipė dėmesį į mitochondrijų, kaip ląstelių kvėpavimo centro, svarbą, o 1949 m. Kennedy ir Lehningeris nustatė, kad mitochondrijose vyksta oksidacinio fosforilinimo ciklas. Taigi buvo įrodyta, kad mitochondrijos yra energijos gamybos vieta.
Mitochondrijos matomos įprastu šviesos mikroskopu su specialiais dažymo metodais. Fazėje – kontrastiniame mikroskopu ir „tamsiajame lauke“ juos galima stebėti gyvose ląstelėse.
Struktūra, matmenys, forma mitochondrijos yra labai įvairios. Tai pirmiausia priklauso nuo ląstelių funkcinės būklės. Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad musių, nuolat skraidančių 2 valandas, motoneuronuose atsiranda daugybė sferinių mitochondrijų, o musėse su priklijuotais sparnais mitochondrijų yra daug mažiau ir jos yra lazdelės formos ( L. B. Levinsonas). Pagal formą jie gali būti siūlų, strypo formos, apvalūs ir hantelio formos, net ir toje pačioje ląstelėje.
Mitochondrijos yra lokalizuotos ląstelėje, kaip taisyklė, tose srityse, kuriose sunaudojama energija, arba šalia substrato sankaupų (pavyzdžiui, lipidų lašelių), jei tokių yra.
Griežta mitochondrijų orientacija randama išilgai spermatozoidų žvynelių, dryžuotose raumenų audinio, kur išsidėstę išilgai miofibrilių, inkstų kanalėlių epitelyje lokalizuojasi bazinės membranos invaginacijose ir kt.
Mitochondrijų skaičius ląstelėse turi organų savybių, pavyzdžiui, žiurkių kepenų ląstelėse yra nuo 100 iki 2500 mitochondrijų, o inkstų surinkimo latakų ląstelėse - 300, įvairių gyvūnų rūšių spermatozoiduose - nuo 20 iki 72, milžiniška ameba Chaosas chaosas jų skaičius siekia 500 000. Mitochondrijų dydžiai svyruoja nuo 1 iki 10 mikronų.
Ultramikroskopinė mitochondrijų struktūra yra vienoda, nepaisant jų formos ir dydžio. Jie yra padengti dviem lipoproteininėmis membranomis: išorine ir vidine. Tarp jų yra tarpmembraninė erdvė.
Vadinamos vidinės membranos invaginacijos, kurios išsikiša į mitochondrijų kūną cristae. Kritų išsidėstymas mitochondrijose gali būti skersinis arba išilginis. Cristae forma gali būti paprasta arba šakota. Kartais jie sudaro sudėtingą tinklą. Kai kuriose ląstelėse, pavyzdžiui, antinksčių glomerulų zonos ląstelėse, kristos atrodo kaip kanalėliai. Kritų skaičius yra tiesiogiai proporcingas mitochondrijose vykstančių oksidacinių procesų intensyvumui. Pavyzdžiui, kardiomiocitų mitochondrijose jų yra kelis kartus daugiau nei hepatocitų mitochondrijose. Erdvė, kurią riboja vidinė membrana, sudaro vidinę mitochondrijų kamerą. Jame, tarp kristų, yra mitochondrijų matrica – santykinai elektronų tanki medžiaga.
Vidinės membranos baltymus sintetina mitoribosomos, o išorinės membranos baltymus – citoribosomos.
"Išorinė mitochondrijų membrana daugeliu atžvilgių yra panaši į EPS membranas. Joje stinga oksidacinių fermentų. Membranų erdvėje jų yra nedaug. Tačiau vidinė membrana ir mitochondrijų matrica tiesiogine prasme jų yra prisotintos. Taigi Krebso ciklo ir riebalų rūgščių oksidacijos fermentai koncentruojasi mitochondrijų matricoje.Vidinėje membraną lokalizuoja elektronų transportavimo grandinė, fosforilinimo fermentai (ATP susidarymas iš ADP), daugybė transportavimo sistemų.
Be baltymų ir lipidų, mitochondrijų membranų sudėtis apima RNR, DNR, pastaroji turi genetinį specifiškumą ir skiriasi nuo branduolinės DNR savo fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis.
Elektroniniai mikroskopiniai tyrimai atskleidė, kad išorinės membranos paviršius yra padengtas mažomis sferinėmis elementariomis dalelėmis. Vidinėje membranoje ir krištolose yra panašių elementariųjų dalelių ant „kojelių“, vadinamųjų grybų kūnelių. Jas sudaro trys dalys: sferinė galvutė (skersmuo 90–100 A°), cilindrinės 5 nm ilgio ir 3–4 nm pločio kojelės ir 4 x 11 nm matmenys. Grybų kūno galvutės yra susijusios su fosforilinimu, tada randama, kad jose yra fermento, turinčio ATP-id aktyvumą.
Tarpmembraninėje erdvėje yra medžiaga, kurios elektronų tankis mažesnis nei matricos. Jis užtikrina ryšį tarp membranų ir aprūpina fermentus, esančius abiejose membranose, pagalbiniais katalizatoriais-kofermentais.
Dabar žinoma, kad išorinė mitochondrijų membrana yra labai pralaidi mažos molekulinės masės medžiagoms, ypač baltymų junginiams. Vidinė mitochondrijų membrana yra selektyviai pralaidi. Jis praktiškai nelaidus anijonams (Cl -1, Br -1, SO 4 -2, HCO 3 -1, Sn +2, Mg +2 katijonams, daugeliui cukrų ir daugumai aminorūgščių, o Ca 2+, Mn 2 +, fosfatas, polikarboksirūgštys lengvai prasiskverbia pro jį. Yra įrodymų, kad vidinėje membranoje yra keletas nešėjų, būdingų atskiroms prasiskverbiančių anijonų ir katijonų grupėms. Aktyvus medžiagų pernešimas per membranas vyksta dėl energijos panaudojimo. ATP-azės sistemos ar elektrinio potencialo, susidarančio ant membranos dėl darbo kvėpavimo grandinės.Netgi mitochondrijose susintetintas ATP gali išeiti nešiklio pagalba (sujungtas transportas).
Mitochondrijų matricą sudaro smulkiagrūdė elektronų tankio medžiaga. Jame yra mitoribosomų, fibrilinių struktūrų, susidedančių iš DNR molekulių ir granulių, kurių skersmuo didesnis nei 200A ◦, sudarytų iš druskų: Ca 3 (PO 4) , Ba 3 (PO 4) 2 , Mg 3 (PO 4) . Manoma, kad granulės tarnauja kaip Ca +2 ir Mg +2 jonų rezervuaras. Jų skaičius didėja keičiantis mitochondrijų membranų pralaidumui.
DNR buvimas mitochondrijose užtikrina mitochondrijų dalyvavimą RNR ir specifinių baltymų sintezėje, taip pat rodo citoplazminio paveldimumo egzistavimą. Kiekvienoje mitochondrijoje, priklausomai nuo jos dydžio, yra viena ar daugiau DNR molekulių (nuo 2 iki 10). Mitochondrijų DNR molekulinė masė yra apie (30-40) * 10 6 pirmuoniuose, mielėse, grybuose. Aukštesniems gyvūnams apie (9–10) * 10 6.
Jo ilgis mielėse yra maždaug 5 mikronų, augaluose - 30 mikronų. Mitochondrijų DNR esančios genetinės informacijos kiekis yra nedidelis: ji susideda iš 15-75 tūkstančių bazinių porų, kurios gali koduoti vidutiniškai 25-125 baltymų grandines, kurių molekulinė masė yra apie 40 000.
Mitochondrijų DNR nuo branduolinės DNR skiriasi keliais atžvilgiais: jos sintezės greitis yra didesnis (5–7 kartus), ji atsparesnė DNazės poveikiui, yra dviejų žiedų molekulė, joje daugiau guanino ir citozino, jis denatūruojasi aukštesnėje temperatūroje ir lengviau atsigauna. Tačiau ne visus mitochondrijų baltymus sintetina mitochondrijų sistema. Taigi citochromo C ir kitų fermentų sintezę užtikrina branduolyje esanti informacija. Mitochondrijų matricoje yra lokalizuoti vitaminai A, B 2, B 12, K, E, taip pat glikogenas.
Mitochondrijų funkcija Jį sudaro energijos, būtinos ląstelių gyvybinei veiklai, susidarymas. Energijos šaltiniu ląstelėje gali pasitarnauti įvairūs junginiai: baltymai, riebalai, angliavandeniai. Tačiau vienintelis substratas, kuris iš karto dalyvauja energetiniuose procesuose, yra gliukozė.
Biologinius procesus, dėl kurių mitochondrijose susidaro energija, galima suskirstyti į 3 grupes: I grupė – oksidacinės reakcijos, apimančios dvi fazes: anaerobines (glikolizės) ir aerobines. II grupė – defosforilinimas, ATP skilimas ir energijos išskyrimas. III grupė – fosforilinimas, susijęs su oksidacijos procesu.
Gliukozės oksidacijos procesas pirmiausia vyksta nedalyvaujant deguoniui (anaerobiniu ar glikolitiniu būdu) į piruvo arba pieno rūgštį.
Tačiau išsiskiria tik nedidelis energijos kiekis. Ateityje šios rūgštys dalyvauja oksidacijos procesuose, vykstančiuose dalyvaujant deguoniui, tai yra, jos yra aerobinės. Dėl piruvo ir pieno rūgšties oksidacijos proceso, vadinamo Krebso ciklu, anglies dioksidas, vanduo ir didelis skaičius energijos.
Gauta energija neišsiskiria šilumos pavidalu, o tai lemtų ląstelių perkaitimą ir viso organizmo mirtį, o kaupiama patogia saugojimui ir transportavimui forma adenozino trifosforo rūgšties (ATP) pavidalu. ATP sintezė kyla iš ADP ir fosforo rūgšties, todėl vadinama fosforilinimas.
Sveikose ląstelėse fosforilinimas yra susijęs su oksidacija. Sergant ligomis, konjugacija gali būti atsieta, todėl substratas oksiduojasi, nevyksta fosforilinimas, o oksidacija virsta šiluma, o ląstelėse sumažėja ATP kiekis. Dėl to pakyla temperatūra ir sumažėja ląstelių funkcinis aktyvumas.
Taigi, pagrindinė mitochondrijų funkcija yra gaminti beveik visą ląstelės energiją ir vyksta paties organoido veiklai reikalingų komponentų, „kvėpavimo takų ansamblio“ fermentų, fosfolipidų ir baltymų sintezė.
Kita mitochondrijų veiklos pusė yra jų dalyvavimas specifinėse sintezėse, pavyzdžiui, steroidinių hormonų ir atskirų lipidų sintezėje. Įvairių gyvūnų oocituose trynio sankaupos susidaro mitochondrijose, o jos praranda pagrindinę sistemą. Išsekusios mitochondrijos taip pat gali kaupti išskyrimo produktus.
Kai kuriais atvejais (kepenys, inkstai) mitochondrijos sugeba kaupti kenksmingas medžiagas ir nuodus, patenkančius į ląstelę, izoliuodamos jas nuo pagrindinės citoplazmos ir iš dalies blokuodamos žalingą šių medžiagų poveikį. Taigi, mitochondrijos gali perimti kitų ląstelių organelių funkcijas, kai to reikia tam, kad būtų visiškai palaikomas tam tikras procesas normaliomis ar ekstremaliomis sąlygomis.
Mitochondrijų biogenezė. Mitochondrijos yra atsinaujinančios struktūros, kurių gyvavimo ciklas yra gana trumpas (pavyzdžiui, žiurkių kepenų ląstelėse mitochondrijų pusinės eliminacijos laikas yra apie 10 dienų). Mitochondrijos susidaro dėl ankstesnių mitochondrijų augimo ir dalijimosi. Jų dalijimasis gali vykti trimis būdais: susiaurėjimas, mažų plotelių pumpuravimas ir dukterinių mitochondrijų atsiradimas motinos viduje. Prieš mitochondrijų dalijimąsi (dauginimąsi) dauginasi jos pačios genetinė sistema – mitochondrijų DNR.
Taigi, daugelio tyrinėtojų nuomone, mitochondrijos formuojasi daugiausia dėl jų savaiminio dauginimosi de novo.
Mitochondrijos yra vienas iš svarbiausių bet kurios ląstelės komponentų. Jie taip pat vadinami chondriosomomis. Tai granuliuotos arba siūlinės organelės, kurios yra neatsiejama augalų ir gyvūnų citoplazmos dalis. Jie yra ATP molekulių, kurios yra būtinos daugeliui ląstelėje vykstančių procesų, gamintojai.
Kas yra mitochondrijos?
Mitochondrijos yra ląstelių energetinė bazė, jų veikla pagrįsta ATP molekulių irimo metu išsiskiriančios energijos oksidacija ir panaudojimu. Biologai paprasta kalba ji vadinama energijos gamybos stotimi ląstelėms.
1850 m. mitochondrijos buvo identifikuotos kaip granulės raumenyse. Jų skaičius svyravo priklausomai nuo augimo sąlygų: daugiau kaupiasi tose ląstelėse, kuriose yra didelis deguonies trūkumas. Dažniausiai tai atsitinka, kai fizinė veikla. Tokiuose audiniuose atsiranda ūmus energijos trūkumas, kurį papildo mitochondrijos.
Termino ir vietos atsiradimas simbiogenezės teorijoje
1897 m. Bendas pirmą kartą pristatė „mitochondrijos“ sąvoką, kad apibūdintų granuliuotą ir gijinę struktūrą pagal formą ir dydį, jie yra įvairūs: storis yra 0,6 mikrono, ilgis - nuo 1 iki 11 mikronų. Retais atvejais gali atsirasti mitochondrijų didelis dydis ir šakotas mazgas.
Simbiogenezės teorija leidžia aiškiai suprasti, kas yra mitochondrijos ir kaip jos atsirado ląstelėse. Jame rašoma, kad chondriosoma atsirado pažeidžiant bakterijų ląsteles, prokariotus. Kadangi jie negalėjo savarankiškai naudoti deguonies energijai gaminti, tai neleido jiems visiškai vystytis, o palikuonys galėjo netrukdomai vystytis. Evoliucijos eigoje ryšys tarp jų leido progenotams perduoti savo genus dabartiniams eukariotams. Dėl šios pažangos mitochondrijos nebėra savarankiški organizmai. Jų genofondas negali būti visiškai realizuotas, nes jį iš dalies blokuoja fermentai, esantys bet kurioje ląstelėje.
Kur jie gyvena?
Mitochondrijos susitelkusios tose citoplazmos vietose, kur yra ATP poreikis. Pavyzdžiui, širdies raumeniniame audinyje jie yra šalia miofibrilių, o spermatozoiduose jie sudaro apsauginę užmaską aplink žnyplės ašį. Ten jie gamina daug energijos, kad „uodega“ suktųsi. Taip spermatozoidai juda link kiaušinėlio.
Ląstelėse naujos mitochondrijos susidaro paprasčiausiai dalijantis ankstesnes organeles. Jo metu išsaugoma visa paveldima informacija.
Mitochondrijos: kaip jos atrodo?
Mitochondrijos yra cilindrinės formos. Jie dažnai randami eukariotuose, užimantys nuo 10 iki 21% ląstelių tūrio. Jų dydžiai ir formos skiriasi daugeliu atžvilgių ir gali keistis priklausomai nuo sąlygų, tačiau plotis yra pastovus: 0,5-1 mikronas. Chondriosomų judesiai priklauso nuo ląstelių vietų, kuriose vyksta greitas energijos išeikvojimas. Jie juda per citoplazmą, naudodami citoskeleto struktūras.
Įvairių dydžių mitochondrijos, veikiančios atskirai viena nuo kitos ir aprūpinančios energija tam tikras citoplazmos zonas, yra ilgos ir išsišakojusios mitochondrijos. Jie gali aprūpinti energija toli vienas nuo kito esančias ląstelių sritis. Toks bendras chondriosomų darbas stebimas ne tik vienaląsčiuose, bet ir daugialąsčiuose organizmuose. Sudėtingiausia chondriosomų struktūra atsiranda žinduolių skeleto raumenyse, kur didžiausios šakotos chondriosomos yra sujungtos viena su kita naudojant intermitochondrines jungtis (IMC).
Jie yra siauri tarpai tarp gretimų mitochondrijų membranų. Ši erdvė turi didelį elektronų tankį. MMK yra labiau paplitę ląstelėse, kur jie jungiasi su veikiančiomis chondriosomomis.
Norėdami geriau suprasti problemą, turite trumpai apibūdinti mitochondrijų reikšmę, šių nuostabių organelių struktūrą ir funkcijas.
Kaip jie išdėstyti?
Norėdami suprasti, kas yra mitochondrijos, turite žinoti jų struktūrą. Šis neįprastas energijos šaltinis yra rutulio formos, bet dažniau pailgas. Dvi membranos yra arti viena kitos:
- išorinis (lygus);
- vidinė, kuri formuoja lapo (cristae) ir vamzdelio (vamzdelių) formos ataugas.
Jei neatsižvelgsite į mitochondrijų dydį ir formą, jie turi tą pačią struktūrą ir funkcijas. Chondriosomą riboja dvi 6 nm dydžio membranos. Išorinė mitochondrijų membrana primena talpyklą, saugančią jas nuo hialoplazmos. Vidinę membraną nuo išorinės skiria 11–19 nm pločio pjūvis. Išskirtinis vidinės membranos bruožas yra jos gebėjimas išsikišti į mitochondrijas, įgaudamas plokščių keterų pavidalą.
Vidinė mitochondrijų ertmė užpildyta smulkiagrūdės struktūros matrica, kurioje kartais randama gijų ir granulių (15-20 nm). Matricos siūlai sukuria organeles ir granules maži dydžiai- Mitochondrijų ribosomos.
Pirmajame etape jis vyksta hialoplazmoje. Šiame etape vyksta pirminė substratų arba gliukozės oksidacija, kol šios procedūros vyksta be deguonies – anaerobinė oksidacija. Kitas energijos generavimo etapas yra aerobinis ATP oksidavimas ir skilimas, šis procesas vyksta ląstelių mitochondrijose.
Ką daro mitochondrijos?
Pagrindinės šio organelio funkcijos yra šios:
Savo dezoksiribonukleino rūgšties buvimas mitochondrijose dar kartą patvirtina simbiotinę šių organelių atsiradimo teoriją. Taip pat, be pagrindinio darbo, jie dalyvauja hormonų ir aminorūgščių sintezėje.
Mitochondrijų patologija
Mitochondrijų genome vykstančios mutacijos sukelia slegiančių pasekmių. Žmogaus nešiotojas yra DNR, kuri palikuonims perduodama iš tėvų, o mitochondrijų genomas perduodamas tik iš motinos. Šis faktas paaiškinamas labai paprastai: vaikai gauna citoplazmą su joje esančiomis chondriomomis kartu su patelės kiaušinėliu, jų nėra spermatozoiduose. Moterys, turinčios šį sutrikimą, gali perduoti mitochondrijų ligą savo palikuonims, tačiau sergantis vyras – ne.
Normaliomis sąlygomis chondriosomos turi tą pačią DNR kopiją – homoplazmiją. Mitochondrijų genome gali atsirasti mutacijų, o heteroplazmija – dėl sveikų ir mutavusių ląstelių sambūvio.
Šiuolaikinės medicinos dėka iki šiol buvo nustatyta daugiau nei 200 ligų, kurių priežastis buvo mitochondrijų DNR mutacija. Ne visais atvejais, tačiau mitochondrijų ligos gerai reaguoja į terapinį palaikymą ir gydymą.
Taigi mes išsiaiškinome klausimą, kas yra mitochondrijos. Kaip ir visos kitos organelės, jos labai svarbios ląstelei. Jie netiesiogiai dalyvauja visuose procesuose, kuriems reikia energijos.
Egzistuoja tvirtai įsigalėjusi nuomonė, kad žmogaus ištvermė yra susijusi su širdies raumens treniravimu ir ko tam reikia ilgas laikas atlikti žemo intensyvumo darbus.
Tiesą sakant, viskas nėra taip: ištvermė yra neatsiejamai susijusi su viduje esančiomis mitochondrijomis raumenų skaidulų. Todėl ištvermės lavinimas yra ne kas kita, kaip tobulėjimas maksimalus skaičius mitochondrijos kiekvienoje raumenų skaiduloje.
Ir nuo tada maksimalų mitochondrijų skaičių riboja erdvė raumeninės skaidulos viduje, tada ištvermės vystymąsi riboja raumenų, esančių konkrečiame žmoguje, skaičius.
Trumpai tariant: kuo daugiau mitochondrijų žmogus turi tam tikrose raumenų grupėse, tuo tos konkrečios raumenų grupės yra atsparesnės.
Ir svarbiausia: nėra bendros ištvermės. Yra tik vietinė tam tikrų raumenų grupių ištvermė.
Mitochondrijos. Kas tai yra
Mitochondrijos yra specialios organelės (struktūros) ląstelių viduje. Žmogaus kūnas, kurios yra atsakingos už energijos gamybą raumenų susitraukimams. Kartais jos vadinamos ląstelės energijos stotimis.
Šiuo atveju energijos gamybos procesas mitochondrijų viduje vyksta esant deguoniui. Deguonis daro kuo efektyvesnį energijos gavimo procesą mitochondrijose, jei palyginsime energijos gavimo procesą be deguonies.
Kuru energijai gaminti gali būti visiškai skirtingos medžiagos: riebalai, glikogenas, gliukozė, laktatas, vandenilio jonai.
Mitochondrijos ir ištvermė. Kaip tai atsitinka
Susitraukus raumenims, visada lieka likutinis produktas. Paprastai tai yra pieno rūgštis – cheminis laktato ir vandenilio jonų junginys.
Kai jie kaupiasi raumenų skaidulos (raumenų ląstelės) viduje, vandenilio jonai pradeda trukdyti energijos gavimo procesui raumenų skaidulų susitraukimui. O kai tik vandenilio jonų koncentracijos lygis pasiekia kritinį lygį, raumenų susitraukimas nutrūksta. IR Šis momentas gali rodyti maksimalų tam tikros raumenų grupės ištvermės lygį.
Mitochondrijos turi savybę sugerti vandenilio jonus ir juos perdirbti savyje.
Pasirodo tokia situacija. Jei raumenų skaidulų viduje yra daug mitochondrijų, jos gali panaudoti ir didelis kiekis vandenilio jonai. O tai reiškia ilgesnį konkretaus raumens darbą, nereikia stabdyti pastangų.
Idealiu atveju, jei dirbančių raumenų skaidulų viduje yra pakankamai mitochondrijų, kad būtų galima panaudoti visą pagamintų vandenilio jonų kiekį, tada tokia raumenų skaidula tampa beveik nenuilstama ir gali tęsti darbą tol, kol yra pakankamas kiekis. maistinių medžiagų raumenų susitraukimui.
Pavyzdys.
Beveik kiekvienas iš mūsų sugeba ilgai vaikščioti greitu tempu, tačiau gana greitai esame priversti nustoti bėgti dideliu greičiu. Kodėl taip išeina?
Greitai einant, vadinamasis. oksidacinės ir tarpinės raumenų skaidulos. Oksidacinėms raumenų skaiduloms būdingas maksimalus galimas mitochondrijų skaičius, grubiai tariant, yra 100% mitochondrijų.
Tarpinėse raumenų skaidulose mitochondrijų yra žymiai mažiau, tegul tai būna 50% maksimalaus skaičiaus. Dėl to vandenilio jonai palaipsniui pradeda kauptis tarpinių raumenų skaidulų viduje, o tai turėtų lemti raumenų skaidulų susitraukimo nutraukimą.
Tačiau tai neįvyksta dėl to, kad vandenilio jonai prasiskverbia į oksidacines raumenų skaidulas, kur mitochondrijos gali lengvai susidoroti su jų panaudojimu.
Dėl to mes galime tęsti judėjimą tol, kol organizme yra pakankamai glikogeno, taip pat riebalų atsargų dirbančių oksidacinių raumenų skaidulų viduje. Tada būsime priversti ilsėtis, kad papildytume energijos atsargas.
Greito bėgimo atveju, be minėtų oksidacinių ir tarpinių raumenų skaidulų, dar vadinama. glikolitinės raumenų skaidulos, kuriose beveik nėra mitochondrijų. Todėl glikolitinės raumenų skaidulos gali dirbti tik trumpą laiką, tačiau itin intensyviai. Taip didėja bėgimo greitis.
Tada bendras vandenilio jonų skaičius tampa toks, kad visas ten esančių mitochondrijų skaičius nebepajėgia jų panaudoti. Ateina atsisakymas atlikti siūlomo intensyvumo darbą.
Bet kas atsitiktų, jei visos raumenų grupės turėtų tik oksidacines raumenų skaidulas?
Tokiu atveju raumenų grupė su oksidacinėmis skaidulomis tampa nenuilstama. Jos ištvermė tampa lygi begalybei (jei yra pakankamai maistinių medžiagų – riebalų ir glikogeno).
Padarome tokią išvadą: ištvermės treniruotėms itin svarbus yra mitochondrijų vystymasis dirbančių raumenų skaidulų viduje. Būtent mitochondrijų dėka pasiekiama raumenų grupių ištvermė.
Bendros kūno ištvermės nėra, nes ištvermė (gebėjimas atlikti siūlomo intensyvumo darbą) siejama su mitochondrijų buvimu dirbančiuose raumenyse. Kuo daugiau mitochondrijų, tuo daugiau ištvermės gali parodyti raumenys.
Mitochondrijos- Tai dvigubos membranos organoidas eukariotinė ląstelė, kurios pagrindinė funkcija ATP sintezė- energijos šaltinis ląstelės gyvybei.
Mitochondrijų skaičius ląstelėse nėra pastovus, vidutiniškai nuo kelių vienetų iki kelių tūkstančių. Ten, kur sintezės procesai intensyvūs, ten jų ir daugiau. Mitochondrijų dydis ir forma taip pat skiriasi (apvalios, pailgos, spiralės, puodelio formos ir kt.). Dažniau jie yra suapvalintos pailgos formos, iki 1 mikrometro skersmens ir iki 10 mikronų ilgio. Jie gali judėti ląstelėje su citoplazmos srove arba likti vienoje padėtyje. Jie persikelia į vietas, kur labiausiai reikia energijos gamybos.
Reikia turėti omenyje, kad ląstelėse ATP sintetinamas ne tik mitochondrijose, bet ir citoplazmoje glikolizės metu. Tačiau šių reakcijų efektyvumas yra mažas. Mitochondrijų funkcijos ypatybė yra ta, kad jose vyksta ne tik oksidacijos be deguonies reakcijos, bet ir energijos apykaitos deguonies stadija.
Kitaip tariant, mitochondrijų funkcija yra aktyvus dalyvavimas ląstelių kvėpavime, kuris apima daugybę oksidacijos reakcijų. organinės medžiagos, vandenilio protonų ir elektronų perdavimas, atsirandantis kartu su energijos išsiskyrimu, kuri kaupiasi ATP.
Mitochondrijų fermentai
Fermentai translokazės Vidinė mitochondrijų membrana aktyviai perneša ADP ir ATP.
Cristae struktūroje išskiriamos elementarios dalelės, susidedančios iš galvos, kojos ir pagrindo. Ant galvų, pagamintų iš fermento ATPazė vyksta ATP sintezė. ATPazė užtikrina ADP fosforilinimo konjugaciją su kvėpavimo grandinės reakcijomis.
Kvėpavimo grandinės komponentai yra bazėje elementariosios dalelės membranos gylyje.
Matricoje yra daugiausia Krebso ciklo fermentai ir riebalų rūgščių oksidacija.
Dėl elektrotransportinės kvėpavimo grandinės aktyvumo vandenilio jonai patenka į ją iš matricos ir išsiskiria išorinėje vidinės membranos pusėje. Tai atlieka tam tikri membraniniai fermentai. Vandenilio jonų koncentracijos skirtumai skirtingose membranos pusėse lemia pH gradiento atsiradimą.
Energija gradientui palaikyti tiekiama per kvėpavimo grandinę perduodant elektronus. Priešingu atveju vandenilio jonai difunduotų atgal.
PH gradiento energija naudojama ATP sintezei iš ADP:
ADP + F \u003d ATP + H 2 O (reakcija yra grįžtama)
Gautas vanduo fermentiniu būdu pašalinamas. Tai, kartu su kitais veiksniais, palengvina reakcijos tekėjimą iš kairės į dešinę.
Mitochondrijos yra eukariotų „jėgainės“, gaminančios energiją ląstelių veiklai. Jie generuoja energiją, paverčiant ją formomis, kurias gali panaudoti ląstelė. Mitochondrijos, esančios viduje, tarnauja kaip ląstelių kvėpavimo „bazė“. – procesas, generuojantis energiją ląstelės veiklai. Mitochondrijos taip pat dalyvauja kituose ląstelių procesuose, tokiuose kaip augimas ir.
Išskirtinės savybės
Mitochondrijos turi būdingą pailgą arba ovalią formą ir yra padengtos dviguba membrana. Jie randami ir . Mitochondrijų skaičius ląstelėje skiriasi priklausomai nuo ląstelės tipo ir funkcijos. Kai kuriose ląstelėse, pavyzdžiui, subrendusių raudonųjų kraujo kūnelių, mitochondrijų visiškai nėra. Mitochondrijų ir kitų organelių nebuvimas palieka vietos milijonams hemoglobino molekulių, reikalingų deguoniui transportuoti visame kūne. Kita vertus, raumenų ląstelėse gali būti tūkstančiai mitochondrijų, kurios generuoja raumenų veiklai reikalingą energiją. Mitochondrijų taip pat gausu riebalų ląstelėse ir kepenų ląstelėse.
Mitochondrijų DNR
Mitochondrijos turi savo DNR (mtDNR) ir gali sintetinti savo baltymus. mtDNA koduoja baltymus, dalyvaujančius elektronų pernešime ir oksidaciniame fosforilinime, kurie vyksta ląstelių kvėpavimo metu. Oksidacinis fosforilinimas mitochondrijų matricoje generuoja energiją ATP pavidalu. Baltymai, susintetinti iš mtDNR, taip pat yra užkoduoti gaminti RNR molekules, turinčias RNR ir ribosominę RNR.
Mitochondrijų DNR skiriasi nuo DNR, esančios , tuo, kad neturi DNR atkūrimo mechanizmų, kurie padėtų išvengti branduolinės DNR mutacijų. Dėl to mtDNR mutacijų greitis yra daug didesnis nei branduolinės DNR. Reaktyviojo deguonies, susidariusio oksidacinio fosforilinimo, poveikis taip pat pažeidžia mtDNR.
Mitochondrijų struktūra
Mitochondrijas supa dviguba. Kiekviena iš šių membranų yra dvigubas fosfolipidų sluoksnis su įterptais baltymais. Išorinė membrana yra lygi, o vidinė membrana turi daug raukšlių. Šios raukšlės vadinamos cristae. Jie padidina ląstelių kvėpavimo „produktyvumą“, padidindami turimą paviršiaus plotą.
Dvigubos membranos padalija mitochondrijas į dvi atskiras dalis: tarpmembraninę erdvę ir mitochondrijų matricą. Tarpmembraninė erdvė yra siaura dalis tarp dviejų membranų, o mitochondrijų matrica yra dalis, esanti membranose.
Mitochondrijų matricoje yra mtDNR, ribosomos ir fermentai. Kai kurie ląstelių kvėpavimo etapai, įskaitant ciklą citrinos rūgštis ir oksidacinis fosforilinimas, vyksta matricoje dėl didelės fermentų koncentracijos.
Mitochondrijos yra pusiau autonominės, nes jos tik iš dalies priklauso nuo ląstelės dauginimosi ir augimo. Jie turi savo DNR, ribosomas, baltymus ir kontroliuoja jų sintezę. Kaip ir bakterijos, mitochondrijos turi žiedinę DNR ir dauginasi per dauginimosi procesą, vadinamą dvejetainiu dalijimusi. Prieš replikaciją mitochondrijos susilieja procese, vadinamame sinteze. Tai būtina norint išlaikyti stabilumą, nes be jo dalijantis mitochondrijos susitrauks. Sumažėjusios mitochondrijos nesugeba pagaminti pakankamai energijos, reikalingos normaliam ląstelės funkcionavimui.
Įkeliama...
