Mitohondrijs

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Mitohondrija garengriezuma fotogrāfija elektronmikroskopā

Mitohondrijs (grieķu: μίτος, mitos — ‘pavediens’ un χόνδρος, chondros — ‘graudiņš’)[1] ir šūnas organoīds, kurā oksidatīvās fosforilēšanās procesā tiek sintezēta adenozīntrifosforskābe (ATF). ATF apgādā ar enerģiju citus organoīdus un šūnu kopumā, tādēļ mitohondrijus bieži dēvē par šūnas spēkstacijām. Pirmais graudainās struktūras muskuļaudos novēroja Rūdolfs Kellikers (Rudolf Albert Kölliker) 1850. gadā. Šo organoīdu apzīmēšanai zinātnieki ir izmantojuši dažādus nosaukumus, bet termins mitohondrijs tiek lietots kopš 1898. gada.[2]

Mitohondriji sastopami gandrīz visās eikariotu šūnās, izņemot dažas bezskābekļa vidē dzīvojošas sugas. Visvairāk to ir aknu šūnās ― aptuveni 2500 mitohondriju vienā šūnā.

Uzbūve[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Mitohondrija uzbūve:
1 — iekšējā membrāna,
2 — ārējā membrāna,
3 — krista,
4 — matrice

Mitohondrija sieniņa sastāv no divām membrānām. Ārējā membrāna ir gluda, bet iekšējā membrāna, uz kuras notiek elektronu transports un ATF sintēze, veido krokas, kuras sauc par kristām, tās palielina iekšējās membrānas virsmas laukumu [3]. Uz kristām ir izvietojušies fermenti, kuri nodrošina mitohondrijos notiekošās šūnas elpošanas reakcijas — ogļhidrātu un citu slāpekli nesaturošu vielu oksidatīvo šķelšanu. Abām membrānām atšķiras ķīmiskais sastāvs, līdz ar to arī fizikālās īpašības. Ārējā membrānā ir 80% lipīdu un 20% olbaltumvielu, bet iekšējā membrānā ir 30-40% lipīdu un attiecīgi 70-60% olbaltumvielu.[2][4] Ārējās membrānas poras nodrošina mazmolekulāru savienojumu apmaiņu starp citoplazmu un starpmembrānu telpu abos virzienos, turpretī lielākas molekulas var membrānu šķērsot tikai ar aktīvās pārneses palīdzību. Iekšējās membrānas īpašais lipīdu un olbaltumvielu sastāvs padara to necaurlaidīgu, vielu transports iespējams tikai ar pārnesējolbaltumvielu palīdzību.[5]

Iekšējās membrānas krokas jeb kristas palielina membrānas virsmu un uzlabo tās spēju radīt ATF. Aknu šūnu mitohondrijiem iekšējās membrānas virsmas laukums ir apmēram 5 reizes lielāks nekā ārējās. Šī attiecība ir mainīga un atkarīga no šūnas enerģijas patēriņa, piemēram, muskuļšūnu mitohondrijos ir vēl vairāk kristu. Vienā un tajā pašā šūnā mitohondrijiem var būt dažāds kristu blīvums.[6] Tās var būt novietotas paralēli mitohondrija garenasij (piemēram, nervu šūnās) vai atrasties tai perpendikulāri (piemēram, aknu un nieru šūnās). Arī forma var būt plākšņveida, cauruļveida vai maisveida.[2]

Mitohondriju iekšējais dobums jeb matrice ir pildīts ar pusšķidru vielu, kas satur mitohondriju DNS, ribosomas (tās atšķiras no citoplazmā esošajām) un dažādus fermentus, kas nodrošina pirovīnogskābes un taukskābju oksidēšanu, kā arī Krebsa cikla reakcijas.[5]

Parasti mitohondriju diametrs ir 0,5-1 µm, bet garums un forma ļoti mainīga. To garums var būt robežās 1-10 µm.[7] Lai gan mitohondriji ir nedaudz mazāki par hloroplastiem, tos ir grūti saskatīt gaismas mikroskopā, tādēļ jāveic specifiska krāsošana.[2]

Funkcijas[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Organisko vielu šķelšana sākas citoplazmā, taču tajā nav aerobās oksidēšanas procesam nepieciešamo fermentu. Tur notiek tikai bezskābekļa procesi, kuru rezultātā veidojas neliela daļa enerģijas. Mitohondrijos norisinās šūnas elpošana, un tās rezultātā ATF saišu veidā uzkrājas aptuveni 18 reižu vairāk enerģijas nekā anaerobajās reakcijās.[3] Šis process sākas ar piruvātu vai taukskābju oksidēšanu un turpinās ciklisku reakciju ķēdē, kuru sauc par Krebsa vai citronskābes ciklu. Skābeklis tiek izmantots kā elektronu aokceptors. Procesa noslēgumā notiek fosforilēšanās jeb ATF sintēze. Mitohondrijos sintezētā ATF iekļūst citoplazmā, kodolā, membrānās un dažādos organoīdos.

Papildus ATF veidošanai mitohondrijiem ir vēl citas funkcijas:

• siltuma ražošana;
• kalcija uzkrāšana;
• ieprogrammētas šūnu nāves izraisīšana.

Mitohondriju genoms[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Izcelšanās un attīstība[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Jauni mitohondriji veidojas, daloties vai fragmentējoties vecajiem.

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. Zinātnes un tehnoloģijas vārdnīca. Rīga : Norden AB, 2001. 441. lpp., ISBN 9984-9383-5-2
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Selga T. Šūnu bioloģija. Rīga: LU Akadēmiskais apgāds, 2007. ISBN 978-9984-802-81-7
  3. 3,0 3,1 Erika Nagle. Bioloģija vidusskolai. Lielvārds, 2008. 31. lpp. ISBN 978-9984-11-272-5.
  4. Ieviņš Ģ. Augu fizioloģija. Rīga : LU Akadēmiskais apgāds, 2016. ISBN 978-9934-18-091-0
  5. 5,0 5,1 Rokasgrāmata bioloģijā. Rīga : Zvaigzne ABC, 2015. ISBN 978-9934-0-1595-3.
  6. Mitochondrial Ultrastructure Is Coupled to Synaptic Performance at Axonal Release Sites Published: 2018 Jan 29
  7. Dālmane A. Histoloģija. Rīga : LU Akadēmiskais apgāds, 2010. ISBN 9984-770-42-7