Mitochondriën zijn een van de belangrijkste componenten van elke cel. Ze worden ook wel chondriosomen genoemd. Dit zijn korrelige of filamenteuze organellen die een integraal onderdeel vormen van het cytoplasma van planten en dieren. Zij zijn de producenten van ATP-moleculen, die zo noodzakelijk zijn voor veel processen in de cel.
Wat zijn mitochondriën?
Mitochondriën zijn de energiebasis van cellen, hun activiteit is gebaseerd op de oxidatie van organische verbindingen en het gebruik van energie die vrijkomt bij de afbraak van ATP-moleculen. Biologen noemen het in eenvoudige taal een station voor het opwekken van energie voor cellen.
In 1850 werden mitochondriën geïdentificeerd als korrels in spieren. Hun aantal varieerde afhankelijk van de groeiomstandigheden: ze hopen zich meer op in die cellen met een groot zuurstoftekort. Dit gebeurt het vaakst tijdens lichamelijke inspanning. In dergelijke weefsels is er een acuut gebrek aan energie, die wordt aangevuld door mitochondriën.
Het uiterlijk van de term en plaats in de theorie van symbiogenese
In 1897 introduceerde Bend voor het eerst het concept van 'mitochondrion' om de korrelige en filamenteuze structuur in het cytoplasma van cellen aan te duiden. In vorm en grootte hebben zezijn divers: de dikte is 0,6 micron, de lengte is van 1 tot 11 micron. In zeldzame situaties kunnen mitochondriën groot en vertakt zijn.
De theorie van symbiogenese geeft een duidelijk idee van wat mitochondriën zijn en hoe ze in cellen verschenen. Er staat dat het chondriosoom ontstond tijdens het proces van beschadiging door bacteriële cellen, prokaryoten. Omdat ze niet autonoom zuurstof konden gebruiken om energie op te wekken, verhinderde dit hun volledige ontwikkeling en konden de nakomelingen zich ongehinderd ontwikkelen. In de loop van de evolutie maakte de verbinding tussen hen het voor progenotes mogelijk om hun genen door te geven aan nu eukaryoten. Dankzij deze vooruitgang zijn mitochondriën niet langer onafhankelijke organismen. Hun genenpool kan niet volledig worden gerealiseerd, omdat deze gedeeltelijk wordt geblokkeerd door enzymen die zich in elke cel bevinden.
Waar wonen ze?
Mitochondriën zijn geconcentreerd in die gebieden van het cytoplasma waar ATP nodig is. In het spierweefsel van het hart bevinden ze zich bijvoorbeeld in de buurt van de myofibrillen en in spermatozoa vormen ze een beschermende vermomming rond de as van de tourniquet. Daar produceren ze veel energie om de "staart" te laten draaien. Zo beweegt het sperma naar de eicel.
In cellen worden nieuwe mitochondriën gevormd door eenvoudige deling van eerdere organellen. Tijdens dit proces blijft alle erfelijke informatie behouden.
Mitochondriën: hoe ze eruit zien
De vorm van de mitochondriën lijkt op een cilinder. Ze worden vaak aangetroffen in eukaryoten en nemen 10 tot 21% van het celvolume in beslag. Hun maten ende vormen verschillen in veel opzichten en kunnen veranderen afhankelijk van de omstandigheden, maar de breedte is constant: 0,5-1 micron. De bewegingen van chondriosomen zijn afhankelijk van de plaatsen in de cel waar de snelle besteding van energie plaatsvindt. Beweeg door het cytoplasma en gebruik de structuren van het cytoskelet om te bewegen.
Het vervangen van mitochondriën van verschillende groottes, die afzonderlijk van elkaar werken en energie leveren aan bepaalde delen van het cytoplasma, zijn lange en vertakte mitochondriën. Ze zijn in staat om gebieden van cellen die ver van elkaar verwijderd zijn van energie te voorzien. Een dergelijk gezamenlijk werk van chondriosomen wordt niet alleen waargenomen in eencellige organismen, maar ook in meercellige organismen. De meest complexe structuur van chondriosomen komt voor in skeletspieren van zoogdieren, waar de grootste vertakte chondriosomen met elkaar zijn verbonden door middel van intermitochondriale juncties (IMC's).
Het zijn smalle openingen tussen aangrenzende mitochondriale membranen. Deze ruimte heeft een hoge elektronendichtheid. MMK komen vaker voor in hartspiercellen, waar ze zich binden met werkende chondriosomen.
Om het probleem beter te begrijpen, moet je in het kort de betekenis van mitochondriën, de structuur en functies van deze verbazingwekkende organellen beschrijven.
Hoe worden ze gemaakt?
Om te begrijpen wat mitochondriën zijn, moet je hun structuur kennen. Deze ongewone energiebron heeft de vorm van een bal, maar is vaker langwerpig. De twee membranen liggen dicht bij elkaar:
- buitenste (glad);
- intern,die uitlopers vormt van bladvormige (cristae) en buisvormige (tubuli) vorm.
Als je geen rekening houdt met de grootte en vorm van mitochondriën, hebben ze dezelfde structuur en functie. Het chondriosoom wordt begrensd door twee membranen, 6 nm groot. Het buitenmembraan van de mitochondriën lijkt op een container die ze beschermt tegen het hyaloplasma. Het binnenste membraan is van het buitenste gescheiden door een sectie van 11-19 nm breed. Een onderscheidend kenmerk van het binnenmembraan is het vermogen om uit te steken in de mitochondriën, in de vorm van afgeplatte richels.
De binnenholte van de mitochondriën is gevuld met een matrix, die een fijnkorrelige structuur heeft, waar soms draden en korrels (15-20 nm) worden gevonden. De draden van de matrix creëren organel-DNA-moleculen en kleine korrels creëren mitochondriale ribosomen.
ATP-synthese in de eerste fase vindt plaats in het hyaloplasma. In dit stadium is er een initiële oxidatie van substraten of glucose tot pyrodruivenzuur. Deze procedures vinden plaats zonder zuurstof - anaërobe oxidatie. De volgende fase van energieproductie is de aerobe oxidatie en afbraak van ATP, dit proces vindt plaats in de mitochondriën van cellen.
Wat doen mitochondriën?
De belangrijkste functies van dit organel zijn:
- energieproductie voor cellen;
-
opslag van erfelijke informatie in de vorm van het eigen DNA.
gebeurt in mitochondriën
De aanwezigheid van zijn eigen deoxyribonucleïnezuur in mitochondriën bevestigt nogmaals de symbiotische theorie van het verschijnen van dezeorganellen. Naast het hoofdwerk zijn ze ook betrokken bij de synthese van hormonen en aminozuren.
Mitochondriale pathologie
Mutaties in het genoom van de mitochondriën leiden tot deprimerende gevolgen. De drager van menselijke erfelijke informatie is DNA, dat wordt overgedragen aan afstammelingen van ouders, en het mitochondriale genoom wordt alleen door de moeder overgedragen. Dit feit wordt heel eenvoudig uitgelegd: kinderen krijgen cytoplasma met chondriosomen erin ingesloten samen met een vrouwelijk ei, ze zijn afwezig in spermatozoa. Vrouwen met deze aandoening kunnen een mitochondriale ziekte doorgeven aan hun nakomelingen, maar een zieke man niet.
Onder normale omstandigheden hebben chondriosomen dezelfde kopie van DNA - homoplasmie. Mutaties kunnen optreden in het mitochondriale genoom, door het naast elkaar bestaan van gezonde en gemuteerde cellen, treedt heteroplasmie op.
Dankzij de moderne geneeskunde zijn tot nu toe meer dan 200 ziekten geïdentificeerd, waarvan de oorzaak een mitochondriale DNA-mutatie was. Niet in alle gevallen, maar mitochondriale ziekten reageren goed op therapeutisch onderhoud en behandeling.
Dus we kwamen erachter wat mitochondriën zijn. Net als alle andere organellen zijn ze erg belangrijk voor de cel. Ze nemen indirect deel aan alle processen die energie vergen.
