میتوکندری یکی از مهم ترین اجزای هر سلول است. به آنها کندریوزوم نیز می گویند. این اندامک های دانه ای یا رشته ای هستند که بخشی جدایی ناپذیر از سیتوپلاسم گیاهان و جانوران هستند. آنها تولید کننده مولکول های ATP هستند که برای بسیاری از فرآیندهای سلول ضروری هستند.
میتوکندری چیست؟
میتوکندری ها پایه انرژی سلول ها هستند، فعالیت آنها بر اساس اکسیداسیون ترکیبات آلی و استفاده از انرژی آزاد شده در طی تجزیه مولکول های ATP است. زیست شناسان به زبان ساده آن را ایستگاهی برای تولید انرژی برای سلول ها می نامند.
در سال 1850، میتوکندری به عنوان گرانول در عضلات شناسایی شد. تعداد آنها بسته به شرایط رشد متفاوت است: آنها در سلول هایی که کمبود اکسیژن زیادی وجود دارد بیشتر تجمع می کنند. این اغلب در طول فعالیت بدنی اتفاق می افتد. در چنین بافت‌هایی، کمبود حاد انرژی وجود دارد که توسط میتوکندری جبران می‌شود.
ظاهر اصطلاح و مکان در نظریه همزیستی
در سال 1897، Bend برای اولین بار مفهوم "میتوکندری" را برای نشان دادن ساختار دانه ای و رشته ای در سیتوپلاسم سلول ها معرفی کرد. در شکل و اندازه آنهامتنوع هستند: ضخامت 0.6 میکرون، طول از 1 تا 11 میکرون است. در شرایط نادر، میتوکندری می تواند بزرگ و منشعب باشد.
نظریه همزیستی ایده روشنی از چیستی میتوکندری ها و نحوه ظاهر شدن آنها در سلول ها به دست می دهد. این می گوید که کندریوزوم در فرآیند آسیب دیده شدن توسط سلول های باکتریایی، پروکاریوت ها به وجود آمده است. از آنجایی که آنها نمی توانستند به طور مستقل از اکسیژن برای تولید انرژی استفاده کنند، این امر مانع از رشد کامل آنها شد و اجداد می توانستند بدون مانع رشد کنند. در مسیر تکامل، ارتباط بین آنها این امکان را برای پیش‌فرض‌ها فراهم کرد که ژن‌های خود را به یوکاریوت‌های کنونی منتقل کنند. به لطف این پیشرفت، میتوکندری ها دیگر موجودات مستقلی نیستند. مخزن ژن آنها را نمی توان به طور کامل شناسایی کرد، زیرا تا حدی توسط آنزیم هایی که در هر سلولی وجود دارد مسدود می شود.
آنها کجا زندگی می کنند؟
میتوکندری در مناطقی از سیتوپلاسم متمرکز است که نیاز به ATP وجود دارد. به عنوان مثال، در بافت عضلانی قلب، آنها در نزدیکی میوفیبریل ها قرار دارند و در اسپرم ها یک پوشش محافظ در اطراف محور تورنیکه تشکیل می دهند. در آنجا انرژی زیادی تولید می کنند تا "دم" بچرخد. اینگونه است که اسپرم به سمت تخمک حرکت می کند.
در سلول ها، میتوکندری های جدید با تقسیم ساده اندامک های قبلی تشکیل می شوند. در طی آن، تمام اطلاعات ارثی حفظ می شود.
میتوکندری: چه شکلی هستند
شکل میتوکندری شبیه یک استوانه است. آنها اغلب در یوکاریوت ها یافت می شوند و 10 تا 21 درصد از حجم سلول را اشغال می کنند. اندازه آنها وفرم ها از بسیاری جهات متفاوت هستند و بسته به شرایط می توانند تغییر کنند، اما عرض ثابت است: 0.5-1 میکرون. حرکت کندریوزوم ها به مکان هایی در سلول بستگی دارد که در آن انرژی سریع مصرف می شود. در سیتوپلاسم حرکت کنید و از ساختارهای اسکلت سلولی برای حرکت استفاده کنید.
جایگزینی میتوکندری‌هایی با اندازه‌های مختلف، که جدا از یکدیگر کار می‌کنند و به نواحی خاصی از سیتوپلاسم انرژی می‌دهند، میتوکندری‌های طویل و منشعب هستند. آنها قادر به تامین انرژی به مناطقی از سلول ها هستند که از یکدیگر دور هستند. چنین کار مشترک کندریوزوم ها نه تنها در موجودات تک سلولی، بلکه در موجودات چند سلولی نیز مشاهده می شود. پیچیده ترین ساختار کندریوزوم ها در ماهیچه های اسکلتی پستانداران رخ می دهد، جایی که بزرگترین کندریوزوم های شاخه دار با استفاده از اتصالات بین میتوکندریایی (IMCs) به یکدیگر متصل می شوند.
آنها شکاف های باریکی بین غشاهای میتوکندری مجاور هستند. این فضا دارای چگالی الکترونی بالایی است. MMK در سلول‌های عضله قلب، جایی که با کندریوزوم‌های فعال به هم متصل می‌شوند، شایع‌تر است.
برای درک بهتر موضوع، باید اهمیت میتوکندری، ساختار و عملکرد این اندامک‌های شگفت‌انگیز را به اختصار توضیح دهید.
چگونه ساخته می شوند؟
برای درک اینکه میتوکندری چیست، باید ساختار آنها را بدانید. این منبع غیرمعمول انرژی مانند یک توپ است، اما اغلب دراز است. این دو غشا نزدیک به هم هستند:
- خارجی (صاف)؛
- داخلی،که برآمدگی هایی به شکل برگ (کریستا) و لوله ای (لوله ای) را تشکیل می دهد.
اگر اندازه و شکل میتوکندری ها را در نظر نگیرید، ساختار و عملکرد یکسانی دارند. کندریوزوم توسط دو غشاء به اندازه 6 نانومتر محدود شده است. غشای خارجی میتوکندری ها شبیه ظرفی است که از هیالوپلاسم محافظت می کند. غشای داخلی با قسمتی به عرض 11-19 نانومتر از غشای خارجی جدا می شود. یکی از ویژگی های بارز غشای داخلی توانایی آن در بیرون زدگی به داخل میتوکندری است که به شکل برجستگی های مسطح است.
حفره داخلی میتوکندری با یک ماتریکس پر شده است که ساختاری ریزدانه دارد، جایی که گاهی اوقات رشته‌ها و دانه‌هایی (۱۵ تا ۲۰ نانومتر) یافت می‌شود. رشته‌های ماتریکس مولکول‌های DNA اندامکی را ایجاد می‌کنند و دانه‌های کوچک ریبوزوم‌های میتوکندریایی را ایجاد می‌کنند.
سنتز
ATP در مرحله اول در هیالوپلاسم انجام می شود. در این مرحله، اکسیداسیون اولیه سوبستراها یا گلوکز به اسید پیروویک وجود دارد. این روش ها بدون اکسیژن - اکسیداسیون بی هوازی انجام می شود. مرحله بعدی تولید انرژی، اکسیداسیون هوازی و تجزیه ATP است، این فرآیند در میتوکندری سلول ها رخ می دهد.
میتوکندری چه می کند؟
عملکردهای اصلی این اندامک عبارتند از:
- تولید انرژی برای سلول ها؛
-
ذخیره اطلاعات ارثی در قالب DNA خود.
در میتوکندری اتفاق می افتد
وجود اسید دئوکسی ریبونوکلئیک خودش در میتوکندری یک بار دیگر نظریه همزیستی ظهور اینها را تأیید می کند.اندامک ها همچنین علاوه بر کار اصلی، در سنتز هورمون ها و اسیدهای آمینه نقش دارند.
آسیب شناسی میتوکندری
جهش های رخ داده در ژنوم میتوکندری منجر به عواقب ناامیدکننده ای می شود. ناقل اطلاعات ارثی انسان DNA است که از والدین به فرزندان منتقل می شود و ژنوم میتوکندری فقط از مادر منتقل می شود. این واقعیت بسیار ساده توضیح داده شده است: کودکان سیتوپلاسم را با کندریوزوم های محصور در آن همراه با تخمک ماده دریافت می کنند، آنها در اسپرم وجود ندارند. زنان مبتلا به این اختلال می توانند بیماری میتوکندری را به فرزندان خود منتقل کنند، اما یک مرد بیمار نمی تواند.
در شرایط عادی، کندریوزوم‌ها کپی مشابهی از DNA دارند - هموپلاسمی. جهش می تواند در ژنوم میتوکندری رخ دهد، به دلیل همزیستی سلول های سالم و جهش یافته، هتروپلاسمی رخ می دهد.
به لطف پزشکی مدرن، تا به امروز بیش از 200 بیماری شناسایی شده است که علت آن جهش DNA میتوکندری است. نه در همه موارد، اما بیماری‌های میتوکندری به خوبی به نگهداری و درمان پاسخ می‌دهند.
بنابراین ما به این سوال پی بردیم که میتوکندری چیست. مانند تمام اندامک های دیگر، آنها برای سلول بسیار مهم هستند. آنها به طور غیرمستقیم در تمام فرآیندهایی که نیاز به انرژی دارند شرکت می کنند.
