Cosa sono i mitocondri ... I mitocondri: descrizione, struttura e funzione

Cosa sono i mitocondri? Se la risposta a questa domanda ti crea delle difficoltà, il nostro articolo è solo per te. Consideriamo le caratteristiche strutturali di questi organelli in combinazione con le funzioni svolte.

Cosa sono gli organelli?

Ma prima, ricordiamo quali sono gli organelli. Cosiddette strutture cellulari permanenti. Mitocondri, ribosomi, plastidi, lisosomi ... Tutti questi sono organelli. Come la gabbia stessa, ciascuna di queste strutture ha un piano generale di struttura. Gli organelli sono costituiti dall'apparato di superficie e dai contenuti interni: la matrice. Ognuno di loro può essere paragonato agli organi degli esseri viventi. Gli organelli hanno anche le loro caratteristiche che determinano il loro ruolo biologico.

Classificazione delle strutture cellulari

Gli organelli sono raggruppati in base alla struttura del loro apparato di superficie. Esistono strutture cellulari permanenti a una, due e non membrane. Il primo gruppo comprende i lisosomi, il complesso del Golgi, reticolo endoplasmatico, perossisomi e vari tipi di vacuoli. Il nucleo, i mitocondri e i plastidi sono a due membrane. E i ribosomi, il centro cellulare e gli organuli del movimento sono completamente privi di apparati superficiali.

Teoria della simbiogenesi

Cosa sono i mitocondri? Per la teoria evolutiva, queste non sono solo strutture cellulari. Secondo la teoria simbiotica, i mitocondri e i cloroplasti sono il risultato della metamorfosi dei procarioti. È possibile che i mitocondri discendano dai batteri aerobici e dai plastidi dalla fotosintesi. La prova di questa teoria è il fatto che queste strutture hanno il loro apparato genetico, rappresentato da una molecola circolare di DNA, una doppia membrana e un ribosoma. Esiste anche l'ipotesi che le cellule eucariotiche animali siano in seguito originate dai mitocondri e dai cloroplasti vegetali.

Posizione nelle celle

I mitocondri fanno parte delle cellule della parte predominante di piante, animali e funghi. Sono assenti solo negli eucarioti anaerobici unicellulari che vivono in un ambiente privo di ossigeno.

La struttura e il ruolo biologico dei mitocondri sono rimasti a lungo un mistero. Per la prima volta con un microscopio riuscirono a vedere Rudolf Kelliker nel 1850. Nelle cellule muscolari, lo scienziato ha scoperto numerosi granelli che sembravano sotto la luce. Comprendere il ruolo di queste incredibili strutture è stato reso possibile dall'invenzione del professore della University of Pennsylvania, Britton Chans. Ha progettato il dispositivo, che ha permesso di vedere attraverso gli organelli. Pertanto, la struttura è stata determinata e il ruolo dei mitocondri nel fornire energia alle cellule e all'organismo nel suo complesso è stato dimostrato.

La forma e la dimensione dei mitocondri

I mitocondri possono essere sotto forma di bastoncini, filamenti o corpi rotondi. La loro lunghezza arriva da 0,5 a 10 micron. La quantità di dati di organelli in una cellula dipende direttamente dall'intensità dei processi metabolici che si verificano in essa. Ad esempio, in flagellati parassiti monocellulari - trypanosomes - l'unico grande mitocondrio si trova nella cellula. Mentre nell'ameba possono esserci fino a cinquecentomila di queste strutture.

Piano generale dell'edificio

Consideriamo quali sono i mitocondri dal punto di vista delle loro caratteristiche strutturali. Questi sono organelli a doppia membrana. Inoltre, quello esterno è liscio, e quello interno ha escrescenze. La matrice mitocondriale è rappresentata da vari enzimi, ribosomi, monomeri di sostanze organiche, ioni e gruppi di anulari Molecole di DNA Tale composizione rende possibile che si verifichino le più importanti reazioni chimiche: il ciclo dell'acido tricarbossilico, l'urea, la fosforilazione ossidativa.

Valore Kinetoplast

Questa struttura è osservata solo negli organismi unicellulari parassiti - tripanosomi o leishmania. Kinetoplast all'interno degli unici mitocondri giganti. È un ammasso di DNA ben definito. Questa struttura si trova quasi sempre alla base del flagello, fornendo efficacemente l'energia necessaria per il movimento in un mezzo viscoso. Il cinetoplasto ha la forma di mini e maxi anelli. Gli scienziati hanno dimostrato che se un parassita perde il suo DNA specifico, non può esistere nel corpo di un insetto. Il fatto è che nel suo cinetoplasto sono codificate informazioni sull'unità dell'enzima, che è necessario per l'implementazione del processo di fosforilazione. Tuttavia, tali organismi sono in grado di svilupparsi nei tessuti dei vertebrati, dove ricevono energia durante il processo di glicolisi.

Membrana mitocondriale

Le membrane mitocondriali non sono identiche nella struttura. L'esterno chiuso è scorrevole. È formato da un doppio strato lipidico con frammenti di molecole proteiche. Il suo spessore totale è 7 nm. Questa struttura svolge le funzioni di separazione dal citoplasma, così come la relazione degli organelli con l'ambiente. Quest'ultimo è possibile a causa della presenza di proteine ​​porin, che forma i canali. Le molecole si muovono lungo di loro attraverso il trasporto attivo e passivo.

Le basi chimiche della membrana interna sono proteine. Forma numerose pieghe all'interno dell'organoide - le creste. Queste strutture aumentano notevolmente la superficie attiva degli organelli. La caratteristica principale della struttura della membrana interna è l'impermeabilità completa ai protoni. Non forma canali per la penetrazione di ioni dall'esterno. In alcuni punti, il contatto esterno ed interno. Ecco una proteina recettore speciale. Questa è una specie di direttore d'orchestra. Con esso, le proteine ​​mitocondriali che sono codificate nel nucleo, penetrano negli organelli. Tra le membrane c'è uno spazio fino a 20 nm di spessore. Contiene vari tipi di proteine ​​che sono componenti essenziali della catena respiratoria.

Funzioni mitocondriali

La struttura dei mitocondri è direttamente correlata con le funzioni svolte. Il principale è la sintesi di adenosina trifosfato (ATP). Questa è una macromolecola che sembra essere il principale vettore di energia nella cellula. È costituito da una base di azoto, adenina, ribosio monosaccaride e tre residui di acido fosforico. Tra gli ultimi elementi è contenuta la quantità di energia principale. Se uno di loro si rompe il più possibile, può spiccare fino a 60 kJ. In generale, una cellula procariota contiene 1 miliardo di molecole di ATP. Queste strutture sono costantemente in funzione: l'esistenza di ognuna di esse in forma invariata non dura più di un minuto. Le molecole di ATP sono costantemente sintetizzate e divise, fornendo energia al corpo nel momento in cui è necessario.

Per questo motivo, i mitocondri sono chiamati "stazioni di energia". È in loro che l'ossidazione delle sostanze organiche avviene sotto l'azione degli enzimi. L'energia che viene prodotta, immagazzinata e immagazzinata come ATP. Ad esempio, durante l'ossidazione di 1 g di carboidrati, si formano 36 macromolecole di questa sostanza.

La struttura dei mitocondri consente loro di svolgere un'altra funzione. A causa della loro semi-autonomia, sono un vettore aggiuntivo di informazioni ereditarie. Gli scienziati hanno scoperto che il DNA degli organelli stessi non può funzionare in modo indipendente. Il fatto è che non contengono tutte le proteine ​​necessarie per il loro lavoro, quindi le prendono in prestito dal materiale ereditario dell'apparato nucleare.

Quindi, nel nostro articolo abbiamo esaminato cosa sono i mitocondri. Si tratta di strutture cellulari a due membrane, nella cui matrice avvengono numerosi processi chimici complessi. Il risultato dei mitocondri è la sintesi di ATP, un composto che fornisce all'organismo la quantità necessaria di energia.