0 просмотров

Митохондрия – гораздо больше, чем преобразователь энергии

Митохондрия (множественное число: митохондрии) — преобразователь энергии, определитель, генератор (химических веществ с активным кислородом), энхансер, источник генетической истории и, что спорно, средство для повышения успешности лечения бесплодия.
Митохондрии — это органеллы, фактически являющиеся клетками внутри клетки. Вероятно, они возникли миллиарды лет назад, когда бактериальная клетка была поглощена при посещении того, что должно было стать клеткой-хозяином. Бактериальная клетка не переваривалась и оставалась в симбиотических отношениях.
Реальная история посетителя, который оставался и оставался… навсегда. Как и многие посетители, бактерия-гость вносит свой вклад в свое содержание; митохондрия определенно позаботилась о том, чтобы ее присутствие ощущалось. В дополнение к перечисленным ниже функциям митохондрии также принимают участие в реакциях, связанных с метаболизмом жирных кислот, циклом мочевины и биосинтезом гемовой части гемоглобина.

Митохондрии: преобразователи энергии
Митохондрии, используя кислород, доступный внутри клетки, преобразуют химическую энергию пищи в клетку в энергию в форме, пригодной для использования клеткой-хозяином.Этот процесс называется окислительным фосфорилированием и происходит внутри митохондрий. В матрице митохондрий реакции, известные как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса, производят химическое вещество, называемое НАДН. Затем НАДН используется ферментами, встроенными во внутреннюю мембрану митохондрий, для образования аденозинтрифосфата (АТФ). В АТФ энергия запасается в виде химических связей. Эти связи могут быть открыты, а энергия выкуплена.

Статья в тему:  Почему мы должны беспокоиться о парниковом эффекте

Взамен клетка-хозяин обеспечивает физическую защиту и постоянное снабжение пищей и кислородом.

Митохондриальные клетки делятся, используя свою собственную кольцевую цепь ДНК, и в результате в одной клетке может быть много митохондрий. В клетках с высокой потребностью в энергии обнаруживается большое количество митохондрий.
Хвост сперматозоида содержит много митохондрий, и они проходят по спирали по всей длине хвоста. В клетках сердечной мышцы около 40% цитоплазматического пространства занимают митохондрии. В клетках печени этот показатель составляет около 20-25% при 1000-2000 митохондрий на клетку.

Митохондрии: определители
Недавние исследования показывают, что в дополнение к преобразованию энергии митохондрии играют довольно большую роль в определении того, когда клетка погибнет в результате обычной гибели клеток (некроза) или запрограммированной гибели клеток (апоптоза). При апоптозе митохондрия высвобождает химическое вещество цитохром с, что может вызвать запрограммированную гибель клеток (апоптоз).

Также считается, что митохондрии, осуществляя право вето, влияют на то, какие яйцеклетки у женщины должны быть высвобождены во время овуляции, а какие должны быть уничтожены запрограммированной гибелью клеток (апоптозом). Это часть процесса, называемого атрезией. По-видимому, в этом процессе митохондрии и ядро ​​клетки, в которой находятся митохондрии, подвергаются скринингу на биохимическую совместимость. Несовместимые пары закрываются запрограммированной гибелью клеток.

Митохондрии: генераторы нарушений и болезней
Митохондрии являются очень важными преобразователями энергии. В этом процессе они производят отходы.В митохондриях они называются активными формами кислорода (АФК). и включают «свободные радикалы».

Статья в тему:  Как связаны озоновый слой и парниковый эффект

АФК могут повреждать ДНК. Митохондриальная ДНК не является исключением, и, поскольку она расположена так близко к преобразователям энергии, она может подвергаться сильным атакам, иногда мутируя в десять раз быстрее, чем ядерная ДНК в обычной клетке.
Эти мутации являются источником митохондриальных заболеваний, которые могут поражать области с высоким потреблением энергии, такие как мозг, мышцы, центральная нервная система и глаза. У людей, страдающих болезнью Паркинсона или Альцгеймера, частота митохондриальных мутаций гораздо выше, чем у здоровых людей, поэтому функционирование митохондрий может быть связано с этими заболеваниями.
Было высказано предположение, что мутации, вызванные АФК, способствуют процессу старения. У людей старше 65 лет происходит гораздо больше мутаций в митохондриальной ДНК, чем у молодых, но в этот неизбежный (в настоящее время), но изменчивый процесс вовлечено гораздо больше факторов.
Работа митохондрий на молекулярном уровне также способствует хорошему (или иному) прогрессу людей на самых ранних стадиях выздоровления после операции на открытом сердце и трансплантации.
Почти во всех этих «расстройствах» весьма вероятно участие других факторов, таких как генетика.
Недавняя работа связывает несколько серьезных побочных эффектов лечения ВИЧ с лечебными препаратами AZT и 3TC. Похоже, что лекарства повреждают митохондрии и блокируют производство митохондриальной ДНК.

Митохондрии: усилитель
Плодовые мушки, которые были генетически модифицированы для детоксикации АФК, живут на 40% дольше, чем обычные контрольные особи. Французские и японские долгожители, по-видимому, имеют выгодные мутации в своей митохондриальной ДНК. У французов вариант был обнаружен у 14% долгожителей по сравнению с 7% всего населения. 62% японских долгожителей имели благоприятную митохондриальную ДНК по сравнению с 45% населения в целом.Это интересно, но поскольку мы не знаем о причине и следствии, при рассмотрении этих цифр необходимо соблюдать осторожность.

Статья в тему:  Где находятся иранские ядерные объекты

В области спорта нетрудно понять, что спортсмены с высоким количеством митохондрий в сердце и других соответствующих мышечных клетках способны работать немного лучше, чем менее одаренные.

Митохондрии: поставщики генетической истории
Митохондрии — это фактически клетки внутри клетки, каждая из которых имеет свою собственную ДНК. Митохондриальная ДНК передается только по материнской линии. Любая митохондриальная ДНК, внесенная отцом, активно разрушается запрограммированной гибелью клеток после слияния сперматозоида с яйцеклеткой. Эта интересная ситуация предоставила генетикам и антропологам очень полезный аналитический и измерительный инструмент.

На протяжении многих лет материнская митохондриальная ДНК наследовалась по прямой линии, никогда не объединяясь и не перемешиваясь с ДНК митохондрий мужской линии. Благодаря анализу митохондриальной ДНК этнической смеси генетические данные подтверждают идею о том, что основная группа наших предков вышла «из Африки» около 200 000 лет назад и что мы не произошли от неандертальцев. Наша митохондриальная ДНК произошла от общей предковой группы «Митохондриальные Евы» или «Африканские Евы». Некоторые люди скептически относятся к этой идее, но накапливаются веские доказательства в ее поддержку.

Митохондрии: органелла, вероятно, используемая для повышения эффективности лечения бесплодия.

«Дети, рожденные двумя матерями и одним отцом», — так одна британская национальная газета опубликовала статью о противоречивом методе, запрещенном в Великобритании, при котором цитоплазма, включая митохондрии, из клеток молодой женщины вводится в яйцеклетку пожилой женщины. Ищу лечение бесплодия ЭКО. Техника, называемая трансплантацией ооплазмы, направлена ​​на исправление нарушений в яйцеклетке, возможно, связанных с митохондриями.Митохондриальная ДНК будет включена в клетки, образующие эмбрион, и по этой причине это первый пример генной терапии зародышевой линии. Есть опасения по поводу возможных долгосрочных побочных эффектов, которые могут передаваться последующим поколениям. Хотя многие против этого метода, его сторонники утверждают, что они не «вмешиваются» в ядерную ДНК и что эта процедура помогла женщинам, у которых родилось около 30 детей во всем мире, стать матерями.

Статья в тему:  Сколько килотонн в среднем ядерная бомба

Митохондрия. На что это похоже?
На рисунках в учебниках митохондрии почти всегда изображаются в виде «сосиски», и эта форма почти стала общепринятым знаком для митохондрий. Если продолжить эту аналогию, митохондрии могут быть длинными, как сосиски Франкфуртер, или короткими, как чиполаты. В эпителиальных клетках улиток митохондрии представляют собой длинные червеобразные структуры, в то время как у эмбрионов они имеют тенденцию быть более сферическими. Митохондрии могут довольно быстро изменять свою форму в ограниченной степени. Они также могут образовывать спирали, как видно на хвосте сперматозоида. Они также могут объединяться, а затем снова разделяться по мере необходимости.

Митохондрия обычно имеет диаметр около 0,5 мкм, размер некоторых бактерий. Его можно идентифицировать с помощью хорошего светового микроскопа по «нитям, усеянным зернами», которые, кажется, проходят по диаметру органеллы. Именно из-за этого внешнего вида название «митохондрия» происходит от греческого mitos, означающего нить, и chondrion, означающего зерно. На заре исследований в области клеточной биологии митохондрии выделяли из клеток с помощью тонких игл.

Внутренняя структура и функция
Внутренняя структура митохондрии не отличается от хлоропласта тем, что обе органеллы имеют две мембраны. Считается, что в митохондриях внешняя мембрана фактически происходит от той части клеточной мембраны эукариотической клетки, которая образовала везикулу, содержащую поглотившую посещающую бактерию. Внутренняя мембрана, теперь сильно складчатая, считается клеточной мембраной поглощенных бактерий.

Статья в тему:  Чем хорош ядерный синтез

Очень складчатая внутренняя мембрана обеспечивает очень большую площадь поверхности, на которой могут происходить реакции (много места на лабораторном столе).

Складки, называемые христами, образуются, когда мембрана загибается сбоку. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называется матриксом. Он содержит химические вещества и структуры, включая митохондриальную ДНК и небольшие рибосомы.

Матричная сторона складчатой ​​мембраны усеяна структурами, напоминающими обычные электрические лампочки (лампы) в патронах. Именно в этих белковых структурах, иногда называемых стебельчатыми частицами, поток протонов через христы от внутренней мембраны к матриксу обеспечивает преобразование аденозиндифосфата (АДФ) в аденозинтрифосфат (АТФ). Аденозинтрифосфат «запасает» энергию в химической связи и в такой форме может распределяться и использоваться по всей клетке. Это похоже на электроны, идущие по проводу к электрической лампочке, когда энергия превращается в энергию света, но это аналогия, и не следует заходить слишком далеко.

Митохондрии представляют собой крупные органеллы, находящиеся в цитоплазме всех растительных и животных клеток. Считается, что они возникли в результате поглощения клеткой небольшой бактерии, а затем двух единиц, живущих в симбиотических отношениях. Митохондрии размножаются внутри клетки-хозяина. Эти «посетители» (см. выше) стали настолько важными для жизни (они обеспечивают большую часть химической энергии в виде АТФ) и смерти (они могут выделять химическое вещество, запускающее запрограммированную гибель клеток) клетки, что медицинские специалисты активно внедряют их в яйцеклетки. Это делается в рамках протокола лечения бесплодия у людей. Интересно поразмыслить над тем фактом, что органелла, которая когда-то случайно попала в клетку, теперь захватывается и переносится людьми и помещается в яйцеклетки другого человека.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  На что будет похожа неядерная третья мировая война
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector