Мітохондрії

Мітохондрії (від грец. „мітос” – нит­ка, „хондріон” – зернятко) – двомембран­ні напівавтономні органели, що ма­ють виг­ляд дріб­­них зер­ня­ток, паличок або ниток. Зустрічаються також мітохондрії зігнутої, нитчастої та інших форм. Їхня довжина – від 2-5 мкм (у циліндричних форм – до 10 мкм), діаметр – 0,3-1 мкм. Ос­нов­на фун­кція мі­то­­хон­дрій – забезпечення енерге­тич­них по­треб клітини шляхом син­тезу ма­кро­ергіч­ної сполуки – аде­но­зинтрифосфорної кис­ло­ти (АТФ).

Будова і хімічний склад. На ультра­структурному рівні мітохондрії вияв­ля­ють мем­бранну структуру. Звер­ху во­ни обме­жені под­вій­ною мембра­ною. Зовнішня мем­брана контро­лює обмін ре­чо­вин між мітохон­дрія­­ми і гіалоплаз­мою цитоплазми. Внутріш­ня мембрана має вирости – кристи (від лат. „сrista” – гребінь), що спря­мовані в порож­нину міто­хон­­дрії і мають вигляд тон­ких трубочок. Вони збільшують внутріш­ню поверхню мембран, на яких розташо­ва­ні фер­мен­ти. Кристи вдавлені в на­пів­рід­ку основу – матрикс мі­тохондрії.

У мат­­рик­сі знаходяться дрібні ри­бо­со­ми, до 70% біл­ка, 25-30% ліпідів, фіб­ри­ли ДНК, нез­нач­на кількість РНК (0,5% від загального скла­ду органели), фер­менти, фос­фа­ти тощо. Така бу­до­ва і хімічний склад мі­то­хондрій надає їм, як і плас­ти­дам, на­пів­­авто­номність, тоб­то спро­мож­ність син­те­зу­вати власні білки не­за­леж­но від ядра.

Функції. У мітохондріях проходять реак­­ції окиснювального фосфори­люван­ня, внас­лі­док чо­­го вуглеводи, амі­но­кис­ло­ти та жирні кислоти окис­нюються до кінцевих про­дук­тів (наприклад, вуглеводи – до вуглекис­лоти і води). При цьому ви­вільнюється енер­гія, яка акумулюється в макроергічних (енер­гоємких) хі­міч­них зв’язках мо­леку­л АТФ. Ця енергія потім використовується для всіх життєвих процесів клітини. Тому не­випадково мітохондрії називають „енер­ге­тичними станціями” клітин. У мітохон­дріях також відбувається син­­тез жирних кислот, фосфоліпідів, амінокислот і білків.

Останніми роками одержано дані про те, що мітохондрії, як і вакуолі, контро­люють концентрацію і якісний склад іонів у цитоплазмі. Однак функціональна актив­ність мітохондрій при здійсненні цієї функ­ції знач­но вища завдяки енергії АТФ, яка використовується для енер­го­залежних про­це­сів регуляції іонного транс­порту. Важли­вим є також те, що мітохон­дрії, на відміну від вакуолей, здатні актив­но рухатися.

В одній клітині може бути сотні або й тисячі мітохондрій, їхня кількість виз­на­чає­ться рівнем енергетичних пот­реб. Особ­ли­во їх багато в секреторних клітинах рос­лин. У клітинах мітохондрії концен­трую­ться біля ядра, хло­ро­пластів, джгутиків, тобто там, де є великі ви­тра­ти енергії. Ці орга­нели здатні переміщуватися в ті частини клітини, де активність фізико-хімічних про­цесів є найвищою.

Утворення. Питання про утворення мі­тохондрій ще остаточно не з’ясовано. Існує думка, що ці органели можуть з’яв­ля­тися безпосередньо з гіалоплазми шляхом ви­ник­нення в ній особливих мікротілець, з яких і роз­ви­вають­ся мі­то­хондрії. Але інші дослідники спостерігали процес виник­не­н­ня даних ком­по­нен­тів клі­ти­ни з хло­ро­плас­тів, ендоплаз­матичного ретикулума та з ядра. В останньому випадку від ядерної оболонки від­шну­ро­вую­ться так звані іні­ціа­льні часточки, що диференціюються в мі­тохондрії. Збільшення числа мітохонд­рій у клі­тині про­ходить і шля­хом їхнього просто­го поділу (перешнуровуванням по кристах) або брунькування. Фун­к­ціо­ну­ють міто­хон­­дрії у клітині впродовж 5-10 днів.

Мітохондрії, вочевидь, походять із клі­тин, подібних на бактеріальні, які про­ник­ли в більшого розміру клітини й про­дов­жили там своє існування. Про таке по­ход­ження мітохондрій свідчить їхня значна подіб­ність з бак­терія­ми.