Митохондрии. Строение эукариотической клетки

Строение и функции митохондрий. Сходства и различия с хлоропластом

Митохондрии. Строение эукариотической клетки

Митохондрии — это микроскопические мембранные органоиды, которые обеспечивают клетку энергией. Поэтому их называют энергетическими станциями (аккумулятором) клеток.

Митохондрии отсутствуют в клетках простейших организмов, бактерий, энтамеб, которые живут без использования кислорода. Некоторые зеленые водоросли, трипаносомы содержат одну большую митохондрию, а клетки сердечной мышцы, мозга имеют от 100 до 1000 данных органелл.

Особенности строения

Митохондрии относятся к двухмембранным органеллам, имеют внешнюю и внутреннюю оболочки, межмембранное пространство между ними и матрикс.

Внешняя мембрана. Она гладкая, не имеет складок, отграничивает внутреннее содержимое от цитоплазмы. Ширина ее равна 7нм, в составе находятся липиды и белки. Важную роль выполняет порин — белок, образующий каналы во внешней мембране. Они обеспечивают ионный и молекулярный обмен.

Межмембранное пространство. Величина межмембранного пространства около 20нм. Вещество, заполняющее его по составу сходно с цитоплазмой, за исключением крупных молекул, которые могут сюда проникнуть только путем активного транспорта.

Внутренняя мембрана. Построена в основном из белка, только треть отводится на липидные вещества. Большое количество белков являются транспортными, так как внутренняя мембрана лишена свободно проходимых пор.

Она формирует много выростов – крист, которые выглядят, как приплюснутые гребни. Окисление органических соединений до CO2 в митохондриях происходит на мембранах крист. Этот процесс кислородзависимый и осуществляется под действием АТФ-синтетазы.

Высвобожденная энергия сохраняется в виде молекул АТФ и используется по мере необходимости.

Матрикс – внутренняя среда митохондрий, имеет зернистую однородную структуру. В электронном микроскопе можно увидеть гранулы и нити в клубках, которые свободно лежат между кристами.

В матриксе находится полуавтономная система синтеза белка – здесь расположены ДНК, все виды РНК, рибосомы.

Но все же большая часть белков поставляется с ядра, поэтому митохондрии называют полуавтономными органеллами.

Расположение в клетке и деление

Хондриом – это группа митохондрий, которые сосредоточены в одной клетке. Они по-разному располагаются в цитоплазме, что зависит от специализации клеток.

Размещение в цитоплазме также зависит от окружающих ее органелл и включений.  В клетках растений они занимают периферию, так как к оболочке митохондрии отодвигаются центральной вакуолью.

В клетках почечного эпителия мембрана образует выпячивания, между которыми находятся митохондрии.

В стволовых клетках, где энергия используется равномерно всеми органоидами, митохондрии размещены хаотично. В специализированных клетках они, в основном, сосредоточены в местах наибольшего потребления энергии.

К примеру, в поперечно-полосатой мускулатуре они расположены возле миофибрилл. В сперматозоидах они спирально охватывают ось жгутика, так как для приведения его в движение и перемещения сперматозоида нужно много энергии.

Простейшие, которые передвигаются при помощи ресничек, также содержат большое количество митохондрий у их основания.

Деление. Митохондрии способны к самостоятельному размножению, имея собственный геном. Органеллы делятся с помощью перетяжки или перегородок. Формирование новых митохондрий в разных клетках отличается периодичностью, например, в печеночной ткани они сменяются каждые 10 дней.

Функции в клетке

  1. Основная функция митохондрий – образование молекул АТФ.
  2. Депонирование ионов Кальция.
  3. Участие в обмене воды.
  4. Синтез предшественников стероидных гормонов.

Молекулярная биология – это наука, изучающая роль митохондрий в метаболизме. В них также идет превращение пирувата в ацетил-коэнзим А, бета-окисление жирных кислот.

Таблица: строение и функции митохондрий (кратко)
Структурные элементыСтроениеФункции
Наружная мембранаГладкая оболочка, построена из липидов и белковОтграничивает внутреннее содержимое от цитоплазмы
Межмембранное пространствоНаходятся ионы водорода, белки, микромолекулыСоздает протонный градиент
Внутренняя мембранаОбразует выпячивания – кристы, содержит белковые транспортные системыПеренос макромолекул, поддержание протонного градиента
МатриксМесто расположения ферментов цикла Кребса, ДНК, РНК, рибосомАэробное окисление с высвобождением энергии, превращение пирувата в ацетил-коэнзим А.
РибосомыОбъединённые две субъединицыСинтез белка

Сходство митохондрий и хлоропластов

Общие свойства для митохондрий и хлоропластов обусловлены, прежде всего, наличием двойной мембраны.

Признаки сходства также заключаются в способности самостоятельно синтезировать белок. Эти органеллы имеют свое ДНК, РНК, рибосомы.

И митохондрии и хлоропласты могут делиться с помощью перетяжки.

Объединяет их также возможность продуцировать энергию, митохондрии более специализированы в этой функции, но хлоропласты во время фотосинтезирующих процессов тоже образуют молекулы АТФ. Так, растительные клетки имеют меньше митохондрий, чем животные, потому что частично функции за них выполняют хлоропласты.

Опишем кратко сходства и различия:

  • Являются двомембранными органеллами;
  • внутренняя мембрана образует выпячивания: для митохондрий характерны кристы, для хлоропластов – тиллакоиды;
  • обладают собственным геномом;
  • способны синтезировать белки и энергию.

Различаются данные органоиды своими функциями: митохондрии предназначены для синтеза энергии, здесь осуществляется клеточное дыхание, хлоропласты нужны растительным клеткам для фотосинтеза.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (11 4,18 из 5)
Загрузка…

Источник: //animals-world.ru/mitoxondrii-stroenie-i-funkcii/

Митохондрии — нечто большее, чем «фабрики энергии»

Митохондрии. Строение эукариотической клетки

Митохондрии — это универсальные клеточные органеллы, обнаруживаемые почти у всех эукариот (живые организмы, клетки которых содержат ядро). Они критически важны, потому что производят энергию в форме АТФ, питая различные функции клеток (и организм в целом). По этой причине их часто называют «энергетическими станциями» или «фабриками энергии».

↪ ↩

Тем не менее, митохондрии — это нечто большее, чем просто «энергетические станции». Ведь именно их появлению внутри клеток мы обязаны такому огромному биоразнообразию животных и растений, которое мы сейчас наблюдаем. Дело в том, что хотя митохондрии и являются неотъемлемой частью клетки, теория симбиогенеза предполагает, что они произошли от бактерий.

Захват примитивными клетками (прокариотами) бактерий мог позволить им использовать кислород для генерации энергии, так необходимой для поддержания большого генетического аппарата (для эволюции).

Однако несмотря на миллиарды лет совместной эволюции, митохондрии сохранили многие черты самостоятельных организмов: собственная ДНК, и даже свои рибосомы, в которых тоже происходит синтез белка.

Количество митохондрий в клетке широко варьируется в зависимости от вида организма и типа ткани. Отдельная клетка может иметь от одной до нескольких миллионов митохондрий. Например, митохондрии составляют 10% массы человека, однако для некоторых энергоемких тканей и органов эта цифра может достигать 40 процентов.

Не все клетки одинаковые

Клетка может представлять из себя как «кирпичик» многоклеточного организма, так и целый организм.

За небольшим исключением, почти все клетки содержат генетический материал (ДНК и РНК), который регулирует метаболизм и синтез белков. Однако не у всех живых организмов клетки организованы одинаково.

Поэтому на основании различий в клеточной организации выделяют две группы: эукариоты и прокариоты.

Растения, животные и грибы являются эукариотами и имеют высокоупорядоченные клетки. Их генетический материал упакован в центральное ядро, которое окружено специализированными клеточными компонентами, называемыми органеллами.

Органеллы, такие как митохондрии, шероховатый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, работают как хорошо отлаженный конвейер. Одни производят энергию, другие синтезируют и упаковывают белки, третьи транспортируют их в различные части клетки и за ее пределы.

Ядро, как и большинство эукариотических органелл, связано мембранами, которые регулируют вход и выход белков, ферментов и другого клеточного материала в органеллу и из нее.

Прокариоты, с другой стороны, являются одноклеточными организмами, такими как бактерии и археи. Прокариотические клетки менее структурированы, чем эукариотические. У них нет ядра. Вместо этого их генетический материал свободно плавает в клетке. У них нет многих мембраносвязанных органелл, обнаруженных в эукариотических клетках, в том числе нет митохондрий.

«Митос» и «хондрос»

В обзоре истории митохондрий за 1981 год, опубликованном в журнале «Cell Biology», авторы Ларс Эрнстер и Готфрид Шатц отмечают, что первое истинное наблюдение за митохондриями было проведено Ричардом Альтманом в 1890 году. Хотя Альтман назвал их «биобластами», их нынешнее название было дано Карлом Бенда в 1898 году.

Оно происходит от двух греческих слов: «митос» и «хондрос», означающих нить и гранула. Дело в том, что митохондрии подстраиваются под количество поступаемой и расходуемой энергии. Добиваются они этого слиянием (образуя цепочки) и делением. При нехватке поступающей энергии они сливаются, а при избытке — делятся и утилизируют ее.

Длительная фрагментация, как и длительное слияние, влияют на качество митохондрий в клетках их функциональность.

Динамика митохондрий

Здоровые циклы деления и слияния («динамика митохондрий») – залог метаболического здоровья клетки.

Строение митохондрий

Отдельные митохондрии имеют форму капсул с наружной и волнообразной внутренней мембраной, напоминающей выступающие пальцы.

Их внутренние мембранные складки называются кристами и служат для увеличения общей площади поверхности. Они окружают матрикс, содержащий ферменты и ДНК.

На внутренней мембране также находится система окислительного фосфорилирования, работа которой обеспечивает окисление энергетических субстратов с образованием АТФ.

Митохондрии отличаются от большинства органелл (за исключением хлоропластов растений) тем, что у них есть собственный набор ДНК и генов, которые кодируют белки. По сравнению с кристой внешняя мембрана является более пористой и менее избирательной в отношении того, какие вещества она впускает.

Строение митохондрий

Основная функция митохондрий заключается в том, чтобы метаболизировать и расщеплять углеводы и жирные кислоты для выработки энергии. Эукариотические клетки используют энергию в форме химической молекулы, называемой АТФ (аденозинтрифосфат).

Генерация АТФ происходит в митохондриальном матриксе, но начальные этапы углеводного (глюкозного) метаболизма происходят вне органелл. Согласно второму изданию Джеффри Купера «The Cell: A Molecular Approach», глюкоза сначала превращается в пируват, а затем транспортируется в матрикс. С другой стороны, жирные кислоты попадают в митохондрии как есть.

Если упростить, то можно описать синтез АТФ в три связанных этапа:

  1. Используя ферменты, присутствующие в матриксе, пируват и жирные кислоты превращаются в молекулу, известную как ацетил-КоА;
  2. Ацетил-КоА становится исходным материалом для второй химической реакции, известной как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса. Этот шаг производит много углекислого газа и две дополнительные молекулы, НАДН и ФАД, которые богаты электронами;
  3. НАДН и ФАД движутся к внутренней митохондриальной мембране и начинают третий этап: окислительное фосфорилирование. В этой последней химической реакции НАДН и ФАД отдают свои электроны кислороду, что приводит к условиям, подходящим для образования АТФ.

Однако роль «электростанции» — не единственная функция митохондрий. Кроме этого они выполняют:

  • Сигнальные функции. Ацетилирование, ретроградный сигналинг, дифферецировка клеток;
  • Функции синтеза. Синтез стероидов, гема и пуринов;
  • Функции апоптоза и метаболизма кальция. Метаболизм кальция важен для передачи нервных импульсов и т.д.

Различия в генах митохондрий

В ходе эволюции большая часть генома митохондрий была перенесена в ядро клетки, однако часть мтДНК была сохранена и все еще функциональна. Здесь и обнаруживается основное отличие митохондрии растений и животных, ведь ни смотря на то, что они не различаются по своей базовой структуре, их «остаточные» геномы совершенно разные.

Митохондриальные ДНК растений могут значительно отличаться и достигать 25 миллионов пар оснований, в то время как мтДНК млекопитающих имеют размер приблизительно от 15 000 до 16 000 п. о. (16568 у человека).

Один из наиболее маленьких митохондриальных геномов имеет малярийный плазмодий (около 6.000 п.о., содержит два гена рРНК и три гена, кодирующих белки).

Митохондриальный геном растения, хоть и изображен в виде кольца, может принимать альтернативные формы.

Карта митохондриального генома человека

У большинства многоклеточных организмов митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии. Яйцеклетка содержит на несколько порядков больше копий митохондриальной ДНК, чем сперматозоид.

Мутации митохондрий

Как мы уже выяснили, митохондрии имеют свой генетический материал в виде кольцевой ДНК (может быть одна или несколько). С возрастом в митохондриальной ДНК накапливаются различные повреждения. Могут быть как точечные мутации, так и крупные повреждения (например, «частая» делеция 4977bp). Когда доля мутантных митохондрий в клетке достигает определенного порога возникает их дисфункция.

Есть несколько теорий почему возникают повреждения в мтДНК.

  • Повреждение свободными радикалами;
  • Ошибки репликации, клональная экспансия. Еще на этапе оплодотворения яйцеклетки могут передаваться мутантные митохондрии, количество которых увеличивается с возрастом;
  • «Войны» митохондрий между собой и иммунитетом. Эгоистичная мтДНК. Если митохондриальная ДНК выходит из митохондрии, то она является триггером иммунного воздействия.

Мы не сдаем анализы на «здоровость» своих митохондрий, но это не отменяет того факта, что нарушение их работы ведет к различным проблемам со здоровьем. К ним относятся неврологические проблемы, проблемы с сердцем, диабет, ожирение и, банально, ускоренное старение.

Происхождение митохондрий: теория эндосимбионтов

В своей статье 1967 года «О происхождении митозирующих клеток», опубликованной в «Журнале теоретической биологии», ученая Линн Маргулис предложила теорию, объясняющую, как образовались эукариотические клетки вместе с их органеллами. Она предположила, что митохондрии и хлоропласты растений когда-то были свободноживущими прокариотическими клетками, которые были поглощены примитивной эукариотической клеткой-хозяином.

Пути эволюции древнейших эукариот, согласно взглядам Линн Маргулис. Иллюстрация с сайта earthstep.wordpress.com, с изменениями

Гипотеза Маргулиса теперь известна как «теория эндосимбионтов». Деннис Сирси, почетный профессор Массачусетского университета в Амхерсте, объяснил это следующим образом:

«Две клетки начали жить вместе, обмениваясь каким-либо субстратом или метаболитом (продуктом метаболизма, таким как АТФ). Объединение стало обязательным, так что теперь клетка-хозяин не может жить отдельно».

Согласно статье Майкла Грея о эволюции митохондрий, опубликованной в 2012 году в журнале Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, Маргулис основывала свою гипотезу на двух ключевых фактах.

Во-первых, митохондрии имеют свою собственную ДНК.

Во-вторых, органеллы способны транслировать сообщения, закодированные в их генах, в белки без использования каких-либо ресурсов эукариотической клетки.

Секвенирование генома и анализ митохондриальной ДНК установили, что Маргулис была права относительно происхождения митохондрий. Происхождение органеллы было прослежено до примитивного бактериального предка, известного как альфа-протеобактерии.

Несмотря на подтверждение бактериального наследия митохондрий, теория эндосимбионтов продолжает изучаться. «Один из самых больших вопросов сейчас — «Кто является клеткой-хозяином?».

Как отмечает Грей в своей статье, остаются вопросы о том, возникли ли митохондрии после возникновения эукариотической клетки (как это было предположено в теории эндосимбионтов) или же возникли митохондрии и клетки-хозяева одновременно.

Источник: //sci-news.ru/2019/mitohondrii/

Эукариотическая клетка строение, свойства и функции (Таблица)

Митохондрии. Строение эукариотической клетки

Эукариоты или ядерные, — это надцарство живых организмов, клетки в которых содержится ядро. Все организмы, кроме прокариот (бактерий и архей), являются ядерными. Вирусы и вироиды не относятся ни к прокариотам, ни эукариотам.

Эукариотические клетки в основном намного крупнее прокариотических, разница в объёме достигает тысяч раз.

Клетки эукариот включают около десятка видов различных структур – органеллы, из которых многие отделены от цитоплазмы одной или несколькими мембранами.

Ядро — часть клетки, окружённая у эукариот двойной мембраной (двумя элементарными мембранами) и содержащая генетический материал: молекулы ДНК, «упакованные» в хромосомы. Ядро обычно одно, но бывают и многоядерные клетки.

Таблица строение эукариотической клетки и функции

ОрганоидыСтроение и свойства эукариотической клеткиФункции клетки
Плазматическая мембранаТонкая пленка 7-10мк, состоящая из двойного слоя фосфолипидов, с включением белков. Гидрофобные (отталкивающие воду) молекулы липидов погружены в толщу мембраны, а гидрофильные – обращены наружу в окружающую водную среду. К некоторым белкам на поверхности клеток прикреплены углеводы; такие белки называют гликопротеинами, они являются рецепторами. Снаружи углеводный слой – гликока-ликс. Белки, гликопротеины и липиды, находящиеся на поверхности разных клеток, очень специфичны и являются указателями типа клеток. С их помощью клетки «узнают» друг друга {например, сперматозоид «узнает» яйцеклетку). Сходное строение имеют внутриклеточные мембраны— Изолируетклетку от окружающей среды.— Обеспечивает обмен веществ и энергии между клеткой и внешней средой, движение клеток и сцепление их друг с другом.— Соединяет клетки в ткани.—  Клеточная мембрана обладает избирательной проницаемостью, регулирует поступление веществ в клетку, водный баланс, выведение продуктов обмена.— Участвует в фагоцитозе и пиноцитозе.— Большинство мембранных белков служат катализаторами химических реакций, осуществляют транспорт веществ или являются рецепторами
ЦитоплазмаЦитоплазма – коллоидный раствор различных солей и органических веществ – цитозоль. Вода составляет 60-90 % всей массы цитоплазмы. Белки – 10-20 %, а иногда до 70 % сухой массы. Система белковых нитей, пронизывающая цитоплазму называется цитоскелетом. Кроме белков в состав цитоплазмы могут входить липиды 23 %, различные органические 1,5 % и неорганические соединения 1,5 %. Цитоплазма находится в постоянном движении— Жидкая среда клетки для химических реакций.— Участвует в передвижении веществ.— Поддерживает тургор клетки. — Терморегуляция.— Механическая функция, за счет цитоскелета
Ядро – важнейший органоид эукариотической клетки, в прокариотической клетке отсутствуетОкружено двухслойной пористой мембраной, образующей комплекс с остальными мембранами клетки. Содержит хроматин – комплекс ДНК и белка, образует хромосомы в момент деления клетки. Ядрышко – состоит из белка и РНК, может быть несколько. Ядерный сок – кариолимфа – коллоидный раствор органических и неорганических веществ— Хранение наследственной информации в хромосомах. — Регуляция синтеза белка и процессов происходящих в клетке. — Транспорт веществ. — Синтез РНК (иРНК, тРНК, рРНК), а также сборка рибосом. — Руководит процессами самовоспроизведения и процессами развития организма
Эндоплазматическая сеть (ретикулум)Шероховатый (гранулярный) ретикулум – представляет собой систему мембран, образующих канальцы, цистерны, трубочки, несущую рибосомы. Строение мембран сходно с наружной мембраной и образуете ней единую сеть— Синтез белка на рибосомах.— Транспорт веществ по цистернам и трубочкам.— Деление клетки на отдельные секции – компартменты
Гладкий ретикулум – имеет такое же строение, как и шероховатый, но не несет рибосом— Участвует в синтезе липидов, белок не синтезируется.— Остальные функции, сходные с шероховатым ретикулум
РибосомыМельчайшие органоиды клетки диаметром около 20нм. Рибосомы состоят из двух неравных субъединиц (частиц): большой и малой. В состав рибосомы входят рибосомальная РНК и белки. Синтезируются в ядрышке. Объединяются вдоль иРНК в цепочки, образуя полисомуБиосинтез первичной структуры белка по принципу матричного синтеза
 ЛизосомыПредставляет собой окруженный одинарной мембраной пузырек диаметром 0,2-0,8мкм, имеет овальную форму. Содержит набор пищеварительных ферментов, синтезированных на рибосомах. Образуется в комплексеГольджи. Прочная мембрана лизосом препятствует проникновению ферментов в цитоплазму. Входит в состав единой мембранной системы клетки— Пищеварительная – обеспечивает переваривание органических веществ, попавших в клетку при фагоцитозе и линоцитозе — При голодании лизосомы могут участвовать в растворении органоидов, клеток и частей организма (утрата хвоста у головастика) – автолизе
МитохондрииДвухмембранные органоиды. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует многочисленные складки и выросты -кристы. Внутри митохондрия заполнена бесструктурным матриксом. В матриксе содержатся молекулы ДНК, РНК, рибосомы. Митохондрии имеют разнообразную форму: округлые, овальные, цилиндрические и палочковидные тельца— Энергетический и дыхательный центр клеток. — Освобождение энергии в процессе дыхания. — «Запасание» энергии в виде молекул АТФ. Источником энергии являются органические вещества, окисляющиеся под действием ферментов до СO2 и Н2O
Клеточный центр – характерен для клеток животных и низших растенииОрганоид немембранного строения, состоящий из двух центриолей – цилиндрической формы, расположенных перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована из 9пар микротрубочек.Участвуют в делении клеток животных и низших растений, образуя веретено деления
Аппарат (комплекс) ГольджиСистема уплощенных цистерн (трубочек, полостей), ограниченных двойными мембранами, образующих по краям пузырьки (диктиосомы). В растительных клетках цистерны способны расширяться и превращаться в крупные вакуоли. Входит в единую мембранную систему клетки— Участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки.— Вещества упаковываются в пузырьки.— В растениях – участвуют в построении клеточной стенки.— Формирует лизосомы
Органоиды движенияМикротрубочки – длинные тонкие полые цилиндры, диаметром 25нм. Стенки микротрубочек состоят из белков— Опорная – образуют внутренний каркас, помогающий клеткам сохранять форму.— Двигательная – входят в состав ресничек и жгутиков
Микронити – тонкие структуры, состоящие из тысяч молекул белка, соединенных друг с другом— Образуют опорно-двигательную систему, называемую цитоскелетом.— Способствуют току цитоплазмы в клетках
Реснички – многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны – образованы микротрубочками, покрытыми мембранойОбеспечивают передвижение некоторых одноклеточных организмов и ток жидкости в организмах, удаление частичек пыли (дыхательный реснитчатый эпителий)
Жгутики – единичные выросты на поверхности клетки. Реснички и жгутики имеют общую основную структуру: девять пар микротрубочек, расположенных кольцом, две одиночные микротрубочки в центре и базальное тельце в основанииСлужат для движения одноклеточным организмам, сперматозоидам,зооспорам
Клеточные включенияНепостоянные структуры цитоплазмы. Плотные включения в виде гранулСодержат запасные питательные вещества (крахмал, жиры, белки, сахар)
Пластиды – хлоропластыСодержимое пластид называют стромой. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует пластинчатые апячивания – тилакоиды. Большая часть их укладывается в виде стопки монет и образует граны.В мембранах гран находится хлорофилл, придающий зеленую окраску и обеспечивающий протекание световой фазы светосинтеза
Пластиды – лейкопластыОкруглые, бесцветные органоиды, внутренняя мембрана образует 2-3 выроста. На свету преобразовываются в хлоропластыСлужат местом отложения запасных питательных веществ, чаще всего крахмала
Пластиды – хромопластыДвухмембранные шарообразные органоиды, шаровидной формы. Содержат пигменты – каротиноиды, окраска желтая, красная, оранжеваяПридают лепесткам цветков, плодам и прицветным листьям окраску, привлекают насекомых-опылителей
Клеточная оболочка (стенка)Состоит из целлюлозы, имеет поры. Имеется в клетках грибов, состоит из хитинаЗащищает клетку от внешних воздействий, придает прочность, является скелетом растения
Вакуоль, характерна только для растительных клетокМембранная полость, заполненная клеточным соком. Вакуоль является производной эндоплазматической сети. Клеточный сок является водным раствором органических веществ: органических кислот, сахара, солей, белков, дубильных веществ, алкалоидов, пигментов и так далее.— регуляция водно-солевого обмена;— поддержание тургорного давления;— накопление продуктов обмена веществ и запасных веществ;— выведение из обмена токсичных веществ

_______________

Источник информации:

1. Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.

2. Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.

Источник: //infotables.ru/biologiya/75-obshchaya-biologiya/1164-eukarioticheskaya-kletka-stroenie

Митохондрии

Митохондрии. Строение эукариотической клетки

  • Что такое митохондрии и их роль
  • Происхождение митохондрии
  • Строение митохондрии
  • Функции митохондрии
  • Ферменты митохондрий
  • Митохондрии, видео
  • Еще в далеком XIX веке с интересом изучая посредством первых не совершенных еще тогда микроскопов, строение живой клетки, биологи заметили в ней некие продолговатые зигзагоподобные объекты, которые получили название «митохондрии». Сам термин «митохондрия» составлен из двух греческих слов: «митос» – нитка и «хондрос» – зернышко, крупинка.

    Что такое митохондрии и их роль

    Митохондрии представляют собой двумембранный органоид эукариотической клетки, основное задание которого – окисление органических соединений, синтез молекул АТФ, с последующим применением энергии, образованной после их распада. То есть по сути митохондрии это энергетическая база клеток, говоря образным языком, именно митохондрии являются своего рода станциями, которые вырабатывают необходимую для клеток энергию.

    Количество митохондрий в клетках может меняться от нескольких штук, до тысяч единиц. И больше их естественно именно в тех клетках, где интенсивно идут процессы синтеза молекул АТФ.

    Сами митохондрии также имеют разную форму и размеры, среди них встречаются округлые, вытянутые, спиральные и чашевидные представители. Чаще всего их форма округлая и вытянутая, с диаметром от одного микрометра и до 10 микрометров длинны.

    Примерно так выглядит митохондрия.

    Также митохондрии могут, как перемещаться по клетке (делают они это благодаря току цитоплазмы), так и неподвижно оставаться на месте. Перемещаются они всегда в те места, где наиболее требуется выработка энергии.

    Происхождение митохондрии

    Еще в начале прошлого ХХ века была сформирована так званая гипотеза симбиогенеза, согласно которой митохондрии произошли от аэробных бактерий, внедренных в другую прокариотическую клетку.

    Бактерии эти стали снабжать клетку молекулами АТФ взамен получая необходимые им питательные вещества.

    И в процессе эволюции они постепенно потеряли свою автономность, передав часть своей генетической информации в ядро клетки, превратившись в клеточную органеллу.

    Строение митохондрии

    Митохондрии состоят из:

    • двух мембран, одна из них внутренняя, другая внешняя,
    • межмембранного пространства,
    • матрикса – внутреннего содержимого митохондрии,
    • криста – это часть мембраны, которая выросла в матриксе,
    • белок синтезирующей системы: ДНК, рибосом, РНК,
    • других белков и их комплексов, среди которых большое число всевозможных ферментов,
    • других молекул

    Так выглядит строение митохондрии.

    Внешняя и внутренняя мембраны митохондрии имеют разные функции, и по этой причине различается их состав. Внешняя мембрана своим строением схожа с мембраной плазменной, которая окружает саму клетку и выполняет в основном защитную барьерную роль. Тем не менее, мелкие молекулы могут проникать через нее, а вот проникновение молекул покрупнее уже избирательно.

    На внутренней мембране митохондрии, в том числе на ее выростах – кристах, располагаются ферменты, образуя мультиферментативные системы. По химическому составу тут преобладают белки. Количество крист зависит от интенсивности синтезирующих процессов, к примеру, в митохондриях клеток мышц их очень много.

    У митохондрий, как впрочем, у и хлоропластов, имеется своя белоксинтезирующая система – ДНК, РНК и рибосомы. Генетический аппарат имеет вид кольцевой молекулы – нуклеотида, точь в точь как у бактерий. Часть необходимых белков митохондрии синтезируют сами, а часть получают извне, из цитоплазмы, поскольку эти белки кодируются ядерными генами.

    Функции митохондрии

    Как мы уже написали выше, основная функция митохондрий – снабжение клетки энергией, которая путем многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений. Некоторые подобные реакции идут с участием кислорода, а после других выделяется углекислый газ. И реакции эти происходят, как внутри самой митохондрии, то есть в ее матриксе, так и на кристах.

    Если сказать иначе, то роль митохондрии в клетке заключается в активном участии в «клеточном дыхании», к которому относится множество химических реакций окисления органических веществ, переносов протонов водорода с последующим выделением энергии и т. д.

    Ферменты митохондрий

    Ферменты транслоказы внутренней мембраны митохондрий осуществляют транспортировку АДФ в АТФ. На головках, что состоят из ферментов АТФазы идет синтез АТФ. АТФаза обеспечивает сопряжение фосфорилирования АДФ с реакциями дыхательной цепи. В матриксе находится большая часть ферментов цикла Кребса и окисления жирных кислот

    Митохондрии, видео

    И в завершение интересное образовательное видео о митохондриях.

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Mitochondria: Structure, Function and Role in the Cell.

    Источник: //www.poznavayka.org/biologiya/mitohondrii/

    Сравнение прокариотической и эукариотической клеток

    Основнаястатья:Сравнениестроения клеток бактерий, растений иживотных

    Наиболееважным отличием эукариот от прокариотдолгое время считалось наличиеоформленного ядра и мембранных органоидов.Однако к 1970—1980-м гг.

    стало ясно, что этолишь следствие более глубинных различийв организации цитоскелета.Некоторое время считалось, что цитоскелетсвойственен только эукариотам, но всередине 1990-х гг.

    белки, гомологичные основнымбелкам цитоскелета эукариот, былиобнаружены и у бактерий.

    Сравнениепрокариотической и эукариотическойклеток

    Именноналичие специфическим образом устроенногоцитоскелета позволяет эукариотамсоздать систему подвижных внутреннихмембранных органоидов. Кроме того,цитоскелет позволяетосуществлять эндо- и экзоцитоз (какпредполагается, именно благодаряэндоцитозу в эукариотных клеткахпоявились внутриклеточные симбионты,в том числе митохондрии и пластиды).

    Другая важнейшая функция цитоскелетаэукариот — обеспечение деления ядра(митоз и мейоз)и тела (цитотомия)эукариотной клетки (деление прокариотическихклеткок организовано проще).

    Различияв строении цитоскелета объясняют идругие отличия про- и эукариот —например, постоянство и простоту формпрокариотических клеток и значительноеразнообразие формы и способность к еёизменению у эукариотических, а такжеотносительно большие размеры последних.Так, размеры прокариотических клетоксоставляют в среднем 0,5—5 мкм,размеры эукариотических — в среднемот 10 до 50 мкм.

    Кроме того, только средиэукариот попадаются поистине гигантскиеклетки, такие как массивные яйцеклетки акулили страусов (в птичьем яйце весь желток —это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупныхмлекопитающих, отростки которых,укрепленные цитоскелетом, могут достигатьдесятков сантиметров в длину.

    Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот[4]

    Признак

    Прокариоты

    Эукариоты

    Размеры клеток

    Средний диаметр 0,5—10 мкм

    Средний диаметр 10—100 мкм

    Организация генетического материала

    Форма, количество и расположение молекул ДНК

    Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещенная в цитоплазме

    Обычно есть несколько линейных молекул ДНК — хромосом, локализованных в ядре

    Компактизация ДНК

    У бактерий ДНК компактизируется без участия гистонов[5]. У архейДНК ассоциирована с белками гистонами[6]

    Имеется хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками гистонами[5].

    Организация генома

    У бактерий экономный геном: отсутствуют интроны и большие некодирующие участки[7]. Гены объединены в опероны[5].У архей имеются интронные участки особой структуры[8].

    Большей частью геном не экономный: имеется экзон-интронная организация генов, большие участки некодирующей ДНК[7] Гены не объединены в опероны[5].

    Деление

    Тип деления

    Простое бинарное деление

    Мейоз или митоз

    Образование веретена деления

    Веретено деления не образуется

    Веретено деления образуется

    Органеллы

    Тип рибосом

    70S рибосомы

    80S рибосомы

    Наличие мембранных органелл

    Окруженные мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки

    Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл

    Тип жгутика

    Жгутик простой, не содержит микротрубочки, не окружен мембраной, диаметр около 20 нм

    Жгутики состоят из микротрубочек, расположенных по принципу «9+2», окружены плазматической мембраной, диаметр около 200 нм

    Источник: //studfile.net/preview/5569258/page:3/

    Мед-Центр Здоровье
    Добавить комментарий