Митохондрии. Есть ли митохондрии у растений

Митохондрии

Количество просмотров публикации Митохондрии - 1068

Вакуоли

Вакуоли – мембранные органеллы, которые являются резервуарами воды и растворенных в ней соединений. В некоторых зрелых растительных и грибных клетках на долю вакуолей приходится до 90% объёма. Животные клетки имеют временные вакуоли, занимающие не более 5% их объёма.

Функции вакуолей. Вакуоли являются поставщиками молекул воды, необходимых для поддержания тургора и процесса фотосинтеза.

Впервые митохондрии были обнаружены в мышцах насекомых в 1850 году и названы ʼʼсаркосомамиʼʼ и лишь в 1898 году Бенда назвал их митохондриями (от греческого ʼʼмитосʼʼ - нить, ʼʼхондросʼʼ - зернышко, крупинка).

Митохондрии встречаются в цитоплазме большинства клеток животных и растений и представляют из себямелкие тельца размером от 0,2 до 7 мкм, разнообразные по форме – округлые, овальные, палочковидные, нитевидные. Количество митохондрий в различных клетках неодинаково и должна быть по 1-2 в очень мелких клетках некоторых простейших и до нескольких десятков и сотен тысяч. К примеру, в одной клетке печени млекопитающих содержится около 2500 митохондрий. Митохондрии могут легко менять форму и размеры, а также перемещаться в цитоплазме.

Митохондрии – двухмембранный органоид имеющий, гладкую наружную мембрану, не образующую никаких складок и выростов и внутреннюю мембрану, образующую многочисленные складки, направленные во внутреннюю полость митохондрий – кристы. У большинства

митохондрий они располагаются в поперечном направлении и некоторые из них ветвятся. Число крист в различных клетках неодинаково. Внутренняя полость митохондрий заполнена полужидким гомогенным веществом – матриксом, в котором расположены митохондриальные рибосомы, на которых синтезируются митохондриальные белки, и НК.

Функции митохондрий. На поверхности наружной и внутренней мембран митохондрий, особенно на поверхности крист, а также во внутренней полости располагается большое количество разнообразных ферментов, с которыми связана деятельность этих органоидов. К числу ферментов относятся, прежде всего, те, с помощью которого осуществляется дыхание клеток, а дыхание – одна из важнейших функций митохондрий, т.к. именно дыхание поставляет энергию, необходимую для синтеза важнейшего в деятельности клетки вещества – АТФ.

АТФ синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии, крайне важно й для осуществления процессов жизнедеятельности клетки и целого организма. Синтез АТФ представляет собой основную функцию митохондрий, благодаря которой их называют главными станциями клетки. Синтезированная в митохондриях АТФ свободно выходит в цитоплазму и дальше направляется к ядру и органоидам клетки, где используется заключенная в ней энергия.

Кроме АТФ в митохондриях происходит синтез небольшого количества белков, которые входят в состав этих органоидов. В митохондриях синтезируется небольшое количество ДНК и РНК, которые в них же и содержатся.

Новые митохондрии образуются путем деления старых, уже имеющихся в клетке митохондрий.

Митохондрии: общие сведения

Митохондрия (mitochondrion): ДНК-содержащая цитоплазматическая органелла эукариот, вырабатывающая АТФ.

Митохондрии или хондриосомы (от греч. mitos - нить, chondrion - зернышко, soma - тельце) представляют собой гранулярные или нитевидные органоиды ( рис. 1, а ). Митохондрии можно наблюдать в живых клетках, так как они обладают достаточно высокой плотностью. В таких клетках митохондрии могут двигаться, перемещаться, сливаться друг с другом. Особенно хорошо митохондрии выявляются на препаратах, окрашенных различными способами. Размеры митохондрий непостоянны у разных видов, так же изменчива их форма. Все же у большинства клеток толщина этих структур относительно постоянна (около 0,5 мкм), но длина колеблется, достигая у нитчатых форм 7-60 мкм.

Митохондрии независимо от их величины и формы имеют универсальное строение, их ультраструктура однообразна. Митохондрии ограничены двумя мембранами ( рис. 1, б ), у них четыре субкомпартмента: митохондриальный матрикс , внутренняя мембрана , мембранное пространство и внешняя мембрана , обращенная к цитозолю. Внешняя мембрана отделяет ее от остальной цитоплазмы. Толщина внешней мембраны около 7 нм, она не связана ни с какими другими мембранами цитоплазмы и замкнута сама на себя, так что представляет собой мембранный мешок. Наружную мембрану от внутренней отделяет межмембранное пространство шириной около 10-20 нм. Внутренняя мембрана (толщиной около 7 нм) ограничивает собственно внутреннее содержимое митохондрии, ее матрикс, или митоплазму . Характерной чертой внутренних мембран митохондрий является их способность образовывать многочисленные выпячивания (складки) внутрь митохондрий. Такие выпячивания ( кристы, рис. 27 ) чаще всего имеют вид плоских гребней. Митохондрии осуществляют синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ.

Митохондрии специализируются на синтезе АТФ путем транспорта электронов и окислительного фосфорилирования. (рис 21-1). Хотя они имеют свою собственную ДНК и аппарат белкового синтеза, большинство их белков кодируется клеточной ДНК и поступает из цитозоля. Более того, каждый поступивший в органеллу белок должен достичь определенного субкомпартмента, в котором он функционирует.

Митохондрии - это "энергетические станции" эукариотических клеток. В кристы встроены ферменты, участвующие в преобразовании энергии питательных веществ, поступающих в клетку извне, в энергию молекул АТФ. АТФ - "универсальная валюта", которой клетки расплачиваются за все свои энергетические расходы. Складчатость внутренней мембраны увеличивает поверхность, на которой размещаются ферменты, синтезирующие АТФ. Количество крист в митохондрии и количество самих митохондрий в клетке тем больше, чем больше энергетических трат осуществляет данная клетка. В летательных мышцах насекомых каждая клетка содержит несколько тысяч митохондрий. Меняется их количество и в процессе индивидуального развития (онтогенеза): в молодых эмбриональных клетках они более многочисленны, чем в клетках стареющих. Обычно митохондрии скапливаются вблизи тех участков цитоплазмы, где возникает потребность в АТФ, образующейся в митохондриях.

Расстояние между мембранами в кристе составляет около 10-20 нм. У простейших, одноклеточных водорослей в некоторых клетках растений и животных выросты внутренней мембраны имеют вид трубочек диаметром около 50 нм. Это так называемые трубчатые кристы.

Митохондриальный матрикс гомогенен и имеет более плотную консистенцию, чем окружающая митохондрию гиалоплазма. В матриксе выявляются тонкие нити ДНК и РНК, а также митохондриальные рибосомы, на которых синтезируются некоторые митохондриальные белки. С помощью электронного микроскопа на внутренней мембране и кристах со стороны матрикса можно увидеть грибовидные образования - АТФ-сомы. Это ферменты, образующие молекулы АТФ. Их может быть до 400 на 1 мкм.

Немногие белки, которые кодируются собственным геномом митохондрий, расположены в основном во внутренней мембране. Они обычно образуют субъединицы белковых комплексов, другие компоненты которых кодируются ядерными генами и поступают из цитозоля. Образование таких гибридных агрегатов требует сбалансирования синтеза этих двух типов субъединиц; каким образом координируется синтез белка на рибосомах разных типов, разделенных двумя мембранами, остается загадкой.

Обычно митохондрии располагаются в местах, где необходима энергия для любых жизненных процессов. Возник вопрос, каким образом транспортируется в клетке энергия - путем ли диффузии АТФ и нет ли в клетках структур, исполняющих роль электрических проводников, которые могли бы энергетически объединять отдаленные друг от друга участки клетки. Гипотеза заключается в том, что разность потенциалов в определенной области мембраны митохондрий передается вдоль нее и превращается в работу в другой области той же мембраны [ Скулачев В.П., 1989 ].

Как представлялось, подходящими кандидатами на эту же роль могли быть мембраны самих митохондрий. Кроме того, исследователей интересовали взаимодействие в клетке множественных митохондрий друг с другом, работа всего ансамбля митохондрий, всего хондриома - совокупности всех митохондрий.

Митохондрии характерны за малым исключением для всех эукариотических клеток как аутотрофных (фотосинтезирующие растения), так и гетеротрофных (животные, грибы) организмов. Их основная функция связана с окислением органических соединений и использованием освобождающейся при распаде этих соединений энергии в синтезе молекул АТФ. Поэтому митохондрии часто называют энергетическими станциями клетки.

Хондриом клетки (совокупность митохондрий) может иметь различную композицию в зависимости от энергетических потребностей клетки. В простейшем (и чаще встречающемся) случае он может быть представлен множеством разрозненных небольших митохондрий, функционирующих независимо друг от друга и снабжающих АТФ небольшие участки цитоплазмы. В других случях длинные и разветвленные митохондрии могут энергетически обеспечивать отдаленные друг от друга участки клетки. Вариантом такой протяженной системы может быть хондриом типа митохондриального ретикулума, который встречается как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Особенно сложно этот вид хондриома выражен в скелетных мышцах млекопитающих, где группы гигантских разветвленных митохондрий связаны друг с другом с помощью специальных контактов ММК . Наличие ММК характерно для хондриомов сократимых структур. Особенно обильно ММК представлены в клетках сердечных мышц, где они функционально связывают множественные отдельные митохондрии в единую разветвленную цепь.

Ссылки:

medbiol.ru

Митохондрии - это... Что такое Митохондрии?

хондриосомы, постоянно присутствующий в клетках животных и растений органоид (См. Органоиды), обеспечивающий клеточное дыхание, в результате которого энергия высвобождается или аккумулируется в легко используемой форме (см. Окисление биологическое, Окислительное фосфорилирование). М. отсутствуют лишь у бактерий, синезелёных водорослей и других прокариотов (См. Прокариоты), где их функцию выполняет клеточная мембрана. М. обычно концентрируются в функционально активных зонах клетки. Это округлые, палочковидные, гантелеобразные и др. образования размером обычно 0,5—1,5 мкм. Форма, число, размеры и функциональное состояние М. меняются в зависимости от внешних воздействий и физиологического состояния клетки, а также при различных патологических процессах. Число М. в клетках разных типов различно. Так, в клетке печени крысы их около 2500; в клетках с высокой функциональной активностью (например, в мотонейронах спинного мозга, в скелетной мышце) число М. особенно велико. Биологический полупериод (обновление половины состава) М. в клетках печени составляет 9,6—10,2 суток, в клетках почки — 12,4 суток. Наблюдаемое обычно на протяжении жизни клетки увеличение числа М. происходит, по-видимому, в результате их деления. Внутреннее строение М. единообразно. Исследования с помощью электронного микроскопа показывают, что основное вещество, или матрикс, М. окружено двойной мембраной: наружной — гладкой, и внутренней, — образующей впячивания, называется кристами (См. Кристы) (рис. 1, 2). В мембранах М., состоящих из сложных комплексов белков и липидов и организованных в виде дискретных субъединиц, сконцентрировано большинство ферментов, катализирующих процессы окисления и фосфорилирования. Наружная и внутренняя мембраны различаются большим или меньшим содержанием некоторых липидов и набором ферментов. Так, во внутренней мембране локализованы ферментные комплексы, ответственные за перенос электронов и сопряжённое с ним окислительное фосфорилирование; в наружной — фермент, окисляющий моноамины, и некоторые ферменты обмена жирных кислот; в матриксе сконцентрированы ферменты Трикарбоновых кислот цикла, окисления жирных кислот и др., а в пространстве между наружной и внутренней мембранами — фермент аденилаткиназа, катализирующий обратимый перенос фосфата с аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) на аденозинмонофосфорную кислоту (АМФ). Неотъемлемые компоненты М. — Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), расположенная в матриксе в виде нитей и способная к независимой от ДНК ядра репликации (См. Репликация), и все типы рибонуклеиновой кислоты (См. Рибонуклеиновые кислоты) (РНК). Кроме того, в М. обнаружены специфические Рибосомы (называемые митохондриальными), а также фермент, катализирующий ДНК-зависимый синтез РНК. Присутствие в М. всех элементов системы биосинтеза белка обеспечивает автономный синтез по крайней мере части белков М. По современным представлениям, М. являются как бы эндосимбионтами (см. Симбиогенез) клетки, имеющей оформленное ядро. В процессе эволюции М. могли возникнуть в результате инфицирования примитивных клеток аэробными бактериеподобными организмами, которые затем приспособились к внутриклеточному существованию и взяли на себя функцию дыхания.

Лит.: Ленинджер А., Митохондрия, пер. с англ., М., 1966; Алов И. А., Брауде А. И., Аспиз М. Е., Основы функциональной морфологии клетки, 2 изд., М., 1969; Рудин Л., Уилки Д., Биогенез митохондрий, пер. с англ., М., 1970.

H. А. Палкина.

Рис. 2. Митохондрия из клетки поджелудочной железы (электронная микрофотография): 1 — матрикс; 2 — кристы.

Рис. 1. Схема строения митохондрии: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — кристы.

dic.academic.ru

Митохондрии - это... Что такое Митохондрии?

Электронномикроскопическая фотография, показывающая митохондрии млекопитающего в поперечном сечении

Митохондрия (от греч. μίτος — нить и χόνδρος — зёрнышко, крупинка) — органелла, имеющаяся во многих эукариотических клетках и являющаяся основным источником энергии, в основном запасаемой в молекулах (АТФ), для биохимических реакций, происходящих в ней. Эффективность работы митохондрий очень высока. На фотографиях митохондрий видно обилие внутренних мембран.

Происхождение митохондрий

В соответствии с теорией симбиогенеза, митохондрии появились в результате того, что примитивные клетки (уркариоты), содержащие ядро, не смогли сами использовать кислород, чтобы генерировать энергию, и захватывали бактерии (прогеноты), которые могли это делать. В процессе развития таких отношений прогеноты передали множество своих генов ядру уркариот. Вот почему современные митохондрии больше не являются самостоятельными организмами. Хотя их геном кодирует компоненты собственной системы синтеза белка, многие ферменты и белки, необходимые для их функции, кодируются хромосомами, синтезируются в ядре и только потом транспортируются из ядра в органеллы.

Митохондрии в клетке

Впервые митохондрии обнаружены в виде гранул в мышечных клетках в 1850 году. Число митохондрий в клетке непостоянно. Их особенно много в клетках, в которых потребность в кислороде велика. Сильно варьируют так же размеры (до 10*1*1 мкм) и форма митохондрий. Они способны менять свою форму, перемещаться в места, где выше потребность в энергии. Во многих клетках митохондрии соединены друг с другом, образуя один или несколько больших комплексов — митохондрионы.

Структура митохондрий

Схема строения митохондрии.

Каждая митохондрия окружена оболочкой, состоящей из двух мембран; между ними — межмембранное пространство. Отграниченное внутренней мембраной пространство называется матриксом. В матриксе содержатся большая часть ферментов, участвующих в цикле Кребса, протекает окисление жирных кислот, располагаются митохондриальные ДНК, РНК и рибосомы. Внутренняя мембрана образует многочисленные гребневидные складки — кристы, существенно увеличивающие площадь ее поверхности. Наружная мембрана митохондрий имеет маленькие отверстия, образованные специальными белками, через которые могут проникать небольшие молекулы и ионы. Внутренняя мембрана таких отверстий не имеет; на ней, на стороне, обращенной к матриксу, располагаются особые молекулы АТФ-синтазы, состоящие из головки, ножки и основания. При прохождении через них протонов происходит синтез АТФ. В основании частиц, заполняя собой всю толщу мембраны, располагаются компоненты дыхательной цепи. Наружная и внутренняя мембраны в некоторых местах соприкасаются, там находится специальный белок-рецептор, способствующий транспорту митохондриальных белков, закодированных в ядре, в матрикс митохондрии.

Митохондрии и наследственность

В Викисловаре есть статья «митохондрия»

dic.academic.ru

Растения– строение цветка, листа, виды растений – съедобные и ядовитые, галлюциногенные и смертельные растения, гистология

загрузка...

Страница 1 из 3

Митохондрии. Форма митохондрий чрезвычайно разнообразна — овальная, округлая, цилиндрическая; гантелевидная, ветвистая и т. д. Длина их равна 2—5 мкм (у цилиндрических форм — до 7 мкм), диаметр — 0,3—1 мкм. На поверхности митохондрии находятся две мембраны (рис. 7, 8). Внутренняя мембрана образует выросты в полость митохондрии в виде гребней или трубочек, называемых кристами. Кристы значительно увеличивают мембранную поверхность митохондрии. Пространство между кристами заполнено жидким веществом — матриксом, в котором находятся рибосомы и содержится дезоксирибо-нуклеиновая кислота (ДНК). Поверхность внутренней мембраны покрыта мельчайшими тельцами, имеющими шаровидную головку и ножку (АТФ - сомы). Митохондрии — это энергетические лаборатории клетки.

Здесь происходят расщепление углеводов, жиров и других органических веществ при участии кислорода (дыхание) и синтез АТФ. Выделяемая при дыхании энергия преобразуется в энергию макроэргических связей молекулы АТФ, которая затем используется для осуществления процессов жизнедеятельности клетки — деления, поглощения и выделения веществ, синтеза и т. д. Считают, что митохондрии могут образовываться двумя способами: делением и из инициальных частиц, отделяемых от ядра. Митохондрии способны перемещаться. Они концентрируются вокруг ядра, хлоропластов и других органелл, где жизненные процессы идут наиболее энергично. Это обязательная органелла как растительной, так и животной клетки.

Пластиды. Бывают только у растений. Эти органеллы имеют на поверхности две мембраны. В зависимости от окраски различают три типа пластид: хлоропласты — зеленого цвета; хромопласты — желтого, оранжевого, красного цветов; лейкопласты — бесцветные.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл, а также пигменты из группы каротиноидов — каротин (оранжевый) и ксантофилл (желтый). Именно с хлорофиллом связана основная функция хлоропластов — синтез органических веществ из неорганических при участии энергии света (фотосинтез). Поэтому хлоропласты присутствуют только в клетках наземных органов, на которые падает солнечный свет. Хлоропластам растения обязаны зеленой окраской.

У высших растений хлоропласты в большинстве случаев имеют линзовидную форму. Диаметр их 4—6 мкм, толщина 1—3 мкм. У водорослей хлоропласты, называемые также хроматофорами, очень разнообразны по форме и величине. Они могут иметь звездчатую форму, лентовидную, сетчатую и др.. Обычно в клетке имеются от 1 до 50 хлоропластов. Располагаются они в постенном слое цитоплазмы.

загрузка...

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО

Митохондрии. Есть ли митохондрии у растений