Strany mitochondrie, funkcie a súvisiace ochorenia

mitochondrie sú to malé organely (časti bunky, ktoré majú špecifickú funkciu), ktoré sú zodpovedné za rozklad živín a vytváranie molekúl plných energie vo forme ATP (špeciálnej molekuly Adenosín Trifosfato), ktorá sa neskôr používa v bunkách.

Z tohto dôvodu sa hovorí, že mitochondrie pôsobia ako bunkový tráviaci systém, sú schopné porovnať sa s elektrickým systémom, ktorý poskytuje elektrickú energiu do nákupného centra alebo mesta, teda zdroja energie..

Systém na výrobu elektrickej energie využíva palivo na "výrobu" elektrickej energie. Čím väčšie mesto, tým viac energie bude potrebovať.

Podobne, ak sú bunky aktívnejšie, vyžadujú väčšie množstvo mitochondrií..

Na produkciu ATP vykonávajú mitochondrie proces nazývaný bunkové dýchanie. Mitochondrie berú molekuly potravy vo forme sacharidov a kombinujú ich s kyslíkom, aby poskytli konečný výsledok ATP. Na správnu chemickú reakciu používajú proteíny nazývané enzýmy.

Bunkové dýchanie rozkladá prijímané látky na jednoduchšie zlúčeniny (oxid uhličitý a vodu), a to je miesto, kde dochádza k uvoľňovaniu energie, ktorá organizmu poskytuje..

Tieto organely nazývané mitochondrie voľne plávajú vo všetkých eukaryotických bunkách, zvieratách aj rastlinách.

Niektoré bunky, ako napríklad erytrocyty (červené krvinky) neobsahujú mitochondrie. Ich počet sa môže meniť od jednej do 10.000 v závislosti od typu bunky.

V prípade svalových buniek, ktoré vyžadujú veľa energie, sú hojnejšie. Na druhej strane neuróny nepotrebujú toľko energie, preto majú menšie množstvo mitochondrií.

Mitochondrie sú schopné rýchlo meniť tvar (eliptický alebo oválny), ako aj pohyb v rámci bunky, ak je to potrebné.

Aj keď bunka nedostáva dostatok energie, môže sa reprodukovať tým, že sa stane väčším a neskôr sa rozdelí v procese nazývanom binárne štiepenie..

Naopak, ak bunka potrebuje menšie množstvo energie, niektoré mitochondrie sa stanú neaktívnymi alebo zomrú.

Diely. Štruktúra mitochondrií

Mitochondrie sú dynamické a neustále sa tavia a vytvárajú reťazce a potom sa separujú. Pri individuálnom pohľade majú typicky kapsulovitý tvar.

Pomocou elektrónového mikroskopu bolo možné definovať nasledujúce časti mitochondrií:

Vonkajšia membrána

Je úplne permeabilný pre malé molekuly. S hladkým povrchom obsahuje špeciálne kanály, ktoré prenášajú väčšie molekuly. Slúži tiež ako ochrana a jeho tvar sa mení od okrúhleho k predĺženému.

V ňom sú poriny, špeciálne proteíny, ktoré plnia funkciu pórov (odtiaľ jeho názov), cez ktoré môžu ostatné molekuly prechádzať..

Vnútorná membrána 

Tiež sa nazýva "intermitochondriálna membrána". Je menej priepustná ako vonkajšia, to znamená, že do matrice môže preniknúť len oveľa menšie molekuly.

V ňom sú záhyby, ktoré sa nazývajú "hrebene". Mnohé z chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú v mitochondriách, prebiehajú špecificky vo vnútornej membráne.

Táto membrána obsahuje elektrónový transportný systém, ktorým sa prenáša z jednej proteínovej zložky na druhú a vytvára reťazec.

Intermembranózny priestor

Ide o priestor, ktorý existuje medzi vonkajšou a vnútornou membránou. Nazýva sa tiež „dutina“.

Vyznačuje sa vysokou koncentráciou protónov v dôsledku prítomnosti elektrónového transportného systému vo vnútornej membráne.

Tento priestor je približne 70 ångström, to je 7 x 10-9 metrov (0.000000007 m).

hrebene

Sú to záhyby vnútornej membrány a pomáhajú zväčšovať povrchovú plochu, takže sa môže vyskytnúť viac chemických reakcií, ako je transport elektrónov a bunkové dýchanie..

V neprítomnosti týchto záhybov by vnútorná membrána bola jednoducho sférická plocha, kde by nastalo menej chemických reakcií, a preto by bola oveľa menej účinná štruktúra.

matrice

Je to tekutina, podobná gélu, ktorý je obsiahnutý v mitochondriách. Obsahuje zmes vysokej koncentrácie enzýmov av nej sa vyskytuje takzvaný Krebsov cyklus, v ktorom sa metabolizujú živiny, ktoré sa premieňajú na vedľajšie produkty, ktoré môžu mitochondrie použiť na výrobu energie..

V matrici mitochondrií sú pozorované vlastné ribozómy, ktoré slúžia na syntézu proteínov.

Ďalšou vlastnosťou matice je prítomnosť mitochondriálnej DNA, tj jej vlastného genetického materiálu. Okrem toho môže produkovať vlastné ribonukleové kyseliny (RNA) a proteíny. Mitochondriálna DNA je nevyhnutná pre syntézu mnohých proteínov.

Tiež v matrici sú štruktúry nazývané granule, ktoré sú stále predmetom štúdie bunkových biológov. Predpokladá sa, že môžu kontrolovať koncentrácie iónov.

funkcie

Mitochondrie plnia viac ako jednu funkciu. Niektoré sú považované za hlavné a iné sú sekundárne.

Výroba energie

Je to najdôležitejšia funkcia mitochondrií. Aj keď sa hovorí o „produkcii“ alebo „vytváraní“ energie, mnohí autori uprednostňujú použitie termínu „oslobodiť“, pretože v skutočnosti dochádza k uvoľneniu uloženej energie vďaka chemickým reakciám, ktoré sa odohrávajú v mitochondriách..

Ako sme uviedli vyššie, uvoľnená energia je reprezentovaná molekulami ATP.

To sa deje prostredníctvom procesu bunkového dýchania, tiež nazývaného aeróbne dýchanie, pretože závisí od prítomnosti kyslíka. Tento proces má 3 fázy:

1. Glykolýza alebo separácia molekúl cukru
2. Krebsov cyklus, proces, v ktorom sú proteíny a tuky asimilované podľa výberu medzi tým, čo je produktívne alebo nie pre telo.
3. Elektrónový transport

Výroba tepla

Proces termogenézy alebo výroby tepla je prítomný v živých organizmoch, najmä u cicavcov. Podľa spôsobu, akým sa začína výroba tepla, sa delí na:

• Termogenéza spojená s cvičením, tj pohybom (napr. Chvenie).
• Termogenéza, ktorá nie je spojená s cvičením (pohybom), v rámci ktorého je zahrnutá neohýbajúca sa termogenéza.
• Diétne indukovaná termogenéza.

V tomto zmysle sa v matrici mitochondrií vyskytuje netriaslivá termogenéza. Je to spôsobené "únikom" protónov, ktorý sa niekedy vyskytuje za určitých podmienok a keď k nemu dôjde, výsledkom je uvoľnenie protónovej energie vo forme tepla.

Termogenéza, ktorá nie je smädná, sa vyskytuje častejšie v organizmoch s hnedým tukovým tkanivom, ako sú medvede, ktoré žijú v chladnom podnebí, ktoré prechádza počas mrazených období..

Príspevok k procesu apoptózy

Apoptóza nie je viac ako proces programovanej bunkovej smrti, čo je prospešné pre organizmy, pretože umožňuje kontrolu rastu buniek, ničenie tých, ktoré nie sú potrebné..

Napríklad počas tvorby ľudského embrya dochádza k diferenciácii prstov apoptózou, pričom sa eliminujú bunky, ktoré sú medzi prstami, čo vedie k ich separácii..

Rovnako je tento proces veľkou pomocou pri normálnej tvorbe orgánov, deštrukcii buniek infikovaných vírusmi alebo rakovinovými bunkami.

Mitochondrie pomáhajú zaistiť, aby správne bunky prežili a eliminovali tie, ktoré nie sú potrebné uľahčením apoptózy.

Skladovanie vápnika

Mitochondrie sú dôležité "cievy", v ktorých sú uskladnené ióny vápnika a koncentrácia tohto minerálu hrá zásadnú úlohu v bunkovom fungovaní..

Tieto množstvá musia byť kontrolované presne, aby sa zabránilo preťaženiu, ktoré môže ovplyvniť funkciu buniek.

Mitochondrie tiež pôsobia ako regulátory množstva vápnika a zabraňujú týmto preťaženiam.

Príspevok k syntéze určitých hormónov

Mitochondrie sa podieľajú na produkcii hormónov, ako je estrogén a testosterón.

Súvisiace ochorenia

Ako už bolo spomenuté, hlavnou funkciou mitochondrií je uvoľnenie energie potrebnej pre udržanie tela a rastové procesy..

Môže sa stať, že mitochondrie neuvoľňujú dostatok energie, čo spôsobuje zranenie alebo dokonca smrť buniek.

Keď sa to deje v celom organizme, každý systém tela začína zlyhávať, dôvod prečo je ohrozený život človeka.

Medzi orgánmi a systémami, ktoré môžu byť ovplyvnené mitochondriálnym ochorením, patria:

• Pankreas (cukrovka)
• Pečeň (ochorenie pečene)
• obličky
• Svaly (slabosť, bolesť)
• srdcové
• Oči (slepota, šedý zákal)
• Mozog (tremor, motorické problémy,
• Uši (hluchota)
• Endokrinný systém
• Dýchací systém

Je to preto, že vyžadujú väčšie množstvo energie na správne fungovanie.

Tento typ postihnutia je spôsobený malou alebo žiadnou produkciou proteínov, ktoré sú generované v mitochondriách a ktoré tiež súvisia s metabolizmom..

Pôvod týchto zmien je nejaký typ mutácie v DNA prítomnej v mitochondriách. Napriek nízkemu podielu na ľudskom genóme majú v každom z vyššie uvedených systémov pomerne široké účinky.

Iné štúdie súviseli s niekoľkými neurologickými ochoreniami, ako je Parkinsonova choroba, so zmenami génov, ktoré súvisia s mitochondriálnou funkciou, pretože tkanivá postihnuté chorobou vyžadujú príspevok energie, ktorý mitochondrie poskytujú..

referencie

1. "Iné" funkcie mitochondrií. Zdroj: ruf.rice.edu.
2. Aké sú mitochondrie a aké sú jej funkcie? Zdroj: comofuncionaque.com.
3. Cell-Mitochondrie. Zdroj: ducksters.com.
4. Mitochondrie-buniek. Zdroj: kidsbiology.com.
5. Mitochondriálne ochorenia. Zdroj: tsbvi.edu.
6. Funkcia mitochondrií. Zdroj: ivyroses.com.
7. López, M. a Pereda, S. (2013). Biológia 1. Mediálne vzdelávanie. Santiago de Chile, Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones.
8. Štruktúra mitochondrií. Zdroj: ivyroses.com.
9. Vidyasagar, A. (2015). Veda: Čo sú mitochondrie? Zdroj: livescience.com.
10. Rogers, K. Enclyclopaedia Britannica: Mitochondrion. Zdroj: britannica.com.
11. Mitochondria - Zapnutie Powerhouse. Zdroj: biology4kids.com.