Mitochondrie jsou buněčné struktury odpovědné za transformaci živin na sloučeniny, které zásobují buňky energii potřebnou pro jejich fungování . Tyto sloučeniny se získávají syntézou glukózy, aminokyselin a různých mastných kyselin v těle a jejich přeměnou na molekuly zvané adenosintrifosfát (ATP).
Vzhledem ke své důležitosti pro správné fungování buněk jsou tyto struktury základní: jejich množství a velikost se mohou lišit podle typu článku a jsou považovány za energetický motor , protože poskytují největší potřebné množství energie a podporují buněčné dýchání. .
Struktura mitochondrií
Mitochondrie mají oválný tvar s délkou mezi 0.5 a 1 mikrometrem, který vyniká svou velkou velikostí nad zbytkem organel.
Jsou pokryty dvojitou membránou, vnější nebo hladkou a vnitřní, oddělené od sebe intermembránový prostor . Ten zadržuje protony nebo částice nabité energií získané enzymatickými procesy.
Projekt vnější membrána má ochranné funkce i retenci integrálních proteinů porinového typu. Z jeho strany vnitřní membrána obsahuje biologické katalyzátory nebo enzymy a vyznačuje se tzv. záhyby mitochondriální hřebeny .
Tato poslední membrána má a kapalná matice s mitochondriální deoxyribonukleovou kyselinou (mDNA), která obsahuje genetickou informaci o syntéze bílkovin. V této matici probíhá Krebsův cyklus, ve kterém je energie generována metabolizací živin.
Z jejich strany mitochondriální hřebeny upřednostňují dýchání buněk, transport proteinů a elektronů a syntézu ATP.
Ve vztahu k jejich chemickému složení tyto organely mají ve své struktuře lipidy, proteiny a fosfolipidy, které podporují fungování buněk. Podobně mají deoxyribonukleovou kyselinu (DNA), ribonukleovou kyselinu (RNA), fosforečnanové a vápenaté ionty (ATP-ADP), mytribosomy, enzymy a další elementární sloučeniny.
Funkce mitochondrií
Hlavní funkcí mitochondrií je generování energie požadované buňkami , který je syntetizován v adenosintrifosfátu (ATP). Z tohoto důvodu se má za to, že se jedná o „spalovací motor“ buňky, protože upřednostňují aktivitu buněk díky procesům aerobního dýchání.
Vzhledem k jejich důležitosti byly mitochondrie studovány po dlouhou dobu a odrážejí různé důležité funkce pro správné fungování těla, včetně:
Výroba energie pro buňky
Je to považováno nejdůležitější funkce mitochondrií, protože umožňuje správnou buněčnou funkci. Tyto organely využívají kyslíku získaného při buněčném dýchání k výrobě energie organických molekul, uvolňují a syntetizují ATP.
Proces buněčného dýchání probíhá hlavně v mitochondriích prostřednictvím následujících kroků:
- Metabolizace glukózy nebo glykolýza: to se provádí hlavně v cytoplazmatické matrici buňky, tj. mimo mitochondrie. Tento proces podporuje transformaci glukózy za získání dvou molekul pyruvátu a ATP, které jsou nezbytné pro následující kroky.
- Transformace nebo oxidace pyruvátu : v této fázi vstupují zpracované mastné kyseliny do mitochondrií, váží se na koenzym A, nazývaný také acyl-CoA. Tyto koenzymy jsou transportní molekuly pro karnitin, chemickou sloučeninu syntetizovanou z aminokyselin lysinu a myioninu, považovanou za nezbytnou. Následně enzymy buněčné matrice transformují pyruvát na acetyl-CoA díky oxidační dekarboxylaci.
- Krebsův cyklus: nazývaný také cyklus trikarboxylové kyseliny (TCA) nebo cyklus kyseliny citronové. Během této fáze se acetyl-CoA odbourává, dokud nezíská vodu, oxid uhličitý a dvě molekuly: nikotinamidadeninindinukleotid (NADH) a flavinadeninindinukleotid (FADH) 2 ).
Během tohoto procesu se získá největší množství koenzymů nezbytných pro produkci ATP v buněčném dýchání. V Krebsově cyklu je 24 z 38 nezbytných adenosintrifosfátů syntetizováno v mitochondriální matrici eukaryotických buněk; v případě prokaryotických buněk se tato fáze vyvíjí v cytoplazmě. - Oxidační fosforylace nebo syntéza adenosintrifosfátu: v tomto kroku molekuly NADH a FADH 2 , které mají elektrony, se syntetizují na ATP reakcí proteinů ve vnitřní membráně mitochondrií. V této fázi molekuly přenášejí své elektrony na kyslík a generují dýchací řetězec nebo transportní řetězec, aby syntetizovaly ATP a získaly energii.
Termogeneze nebo regulátor teploty
Mitochondrie díky transformaci molekul prostřednictvím jejich katabolické aktivity mít schopnost generovat teplo . Stejně tak oni nechat regulovat teplotu v teplokrevný živé bytosti .
Apoptóza nebo kontrola buněčného cyklu
Mitochondrie mají schopnost programovat smrt buněk řízeným způsobem. Tato funkce umožňuje zasahovat do jejich růstu, vývoje a nahrazování. Apoptóza by neměla souviset s nekrózou, což je nekontrolovaný proces smrti buněk.
Skladování iontů vápníku (Ca 2+ )
Mitochondrie zasahují do biochemických procesů buněk, ukládají a řídí ionty vápníku. Tyto ionty podporují zdraví kostí, reakci neurotransmiterů v neuronech a kontrakci svalů .
Syntéza proteinů a vlastní replikace, hlavní funkce mitochondrií
Mitochondrie mají schopnost syntetizovat proteiny, transformovat informace z jejich charakteristické DNA na jiné molekuly RNA , bez zásahu jiných buněčných organel, jako jsou ribozomy.
Intervence a regulace pohlavních hormonů
Mitochondrie se účastní procesu produkce pohlavních hormonů, jako je testosteron a estrogen. Díky své schopnosti replikovat se vlastní DNA mohou během buněčného dělení přepsat genetickou informaci těchto hormonů.
závěr
Mitochondrie jsou organely nebo elementární struktury v eukaryotických buňkách (charakterizované tím, že mají dobře definované jádro a více chromozomů) živých bytostí. Jeho hlavní funkcí je transformace proteinů na užitečnou energii pro buňky , syntetizující chemické molekuly zvané adenosin trisphophate (ATP).
Podobně kvůli své katabolické kapacitě a protože mají vlastní DNA, mají schopnost regulovat tělesnou teplotu a zasahovat do důležitých procesů v těle, jako je syntéza bílkovin skladování vápníku a regenerace buněk, které jsou považovány za elementární motor buněk.
Reference
- Friedman, J. a Nunnari, J. (2014). Mitochondriální forma a funkce. Příroda . doi: 10.1038 / příroda12985
- Goodenough, U. a Heitman, J. (2014). Počátky eukaryotické sexuální reprodukce. Cold Spring Harbor Laboratory Press . doi: 10.1101 / cshperspect.a016154
- Microsoft Encarta. (2009). Mitochondrie. Pro společnost Microsoft Corporation. [Revidováno v únoru 2020].
- Vidyasagar, A. 2015. Co jsou mitochondrie? Pro živou vědu. [Revidováno v únoru 2020].
