Митохондрии – мембранные органоиды клетки

Для более простых механизмов этот принцип нам понятен, что называется, на интуитивном уровне. Двигатель автомобиля получает энергию, сжигая топливо в баке, телевизор использует энергию тока в розетке и так далее. Но вот с нашей собственной биологической машиной – нашим телом – все не так очевидно. То есть, наверняка наш читатель знает, что мы берем энергию из пищи (и об этом мы уже рассказывали более подробно). Но вот как именно это происходит? Где и как в нашем теле условные углеводы или жиры превращаются в ту движущую силу, которая необходима для всех без исключения процессов, протекающих в организме?

• Особенности строения
• Расположение в клетке и деление
• Функции в клетке
• Сходство митохондрий и хлоропластов

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.

Что такое митохондрии ?

Митохондрия – это единственный источник энергии клеток. Расположенные в цитоплазме каждой клетки, митохондрии сравнимы с «батарейками», которые производят, хранят и распределяют необходимую для клетки энергию.

Человеческие клетки содержат в среднем 1500 митохондрий.Их особенно много в клетках с интенсивным метаболизмом (например, в мускулах или печени).

Митохондрии подвижны и перемещаются в цитоплазме в зависимости от потребностей клетки. Благодаря наличию собственной ДНК они размножаются и самоуничтожаются независимо от деления клетки.

Клетки не могут функционировать без митохондрий, без них жизнь не возможна.

В 1850 году ученые обнаружили внутри клеток небольшие гранулы. Эти органеллы были названы от греческого μίτος – нить и χόνδρος – крупинка. Их окончательная идентификация была завершена только в конце XIX  века. Новые исследования в этой области были предприняты в 1950 году. Причастностьмитохондрий к дегенеративным болезням выявлена только 1988 году.

Митохондрия – разновидность бактерии ?

Используя новые усовершенствованные средства для исследований, ученые выявили явное сходство междумитохондриями и бактериями. По-видимому, в эпоху «примитивных форм жизни» предки наших клеток поглощали бактерии, которые предоставляли в их распоряжение свою дыхательную систему. Таким образом, родилось понятие клеточной органеллы.

Митохондрия – органелла, имеющаяся во многих эукариотических клетках и синтезирующая АТФ, используемый в клетке в качестве основного источника химической энергии. В клетке имеют форму зерна, гранулы и содержатся в количестве от 1 до 100 тыс. В гетеротрофных клетках митохондрий больше, чем в автотрофных. Впервые митохондрию обнаружил Р.Л. Кликкер в 1850 г. в мышцах насекомых и назвал ее «саркосома». В 1894 г. Р. Альтман митохондрию назвал «биопластом». В 1897 г. К. Бенда называет данный органоид митохондрией. Число митохондрий в клетке непостоянно. Их особенно много в клетках, в которых потребность в кислороде велика. Митохондрия ограничена двумя мембранами – гладкой внешней и складчатой внутренней, имеющей очень большую поверхность. Складки внутренней мембраны глубоко входят в матрикс митохондрий, образуя поперечные перегородки – кристы. Пространство между внешней и внутренней мембранами обычно называют межмембранным пространством.

В матриксе митохондрий встречаются кольцевые ДНК и РНК, рибосомы и крупные гранулы, тельца, содержащие соли магния и кальция. В матриксе синтезируются белки и жиры, составляющие внутренний слой мембраны. Митохондрия состоит из 65% белка, 25-30% липидов, нуклеиновых кислот и витаминов. Наружная мембрана гладкая, и состоит из 15% белка, 85% фосфолипидов. Внутренняя мембрана накапливает дыхательные ферменты, которые участвуют в цикле Кребса. На внутренней мембране митохондрий при содействии транспортных ферментов из молекулы АДФ синтезируются АТФ в процессе гликолиза. Процесс гликолиза начинается в гиалоплазме без участия кислорода и называется анаэробным или гликолизом. При данном процессе глюкоза расщепляется до 2 молекул триозы, расходует 2 моли АДФ и синтезирует 2 моли АТФ. Далее триозы в митохондриях расщепляются до СО2 и Н2О с образованием молекул АТФ.

АТФ – это важный источник энергии для живых организмов, поэтому митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки. АТФ свободно передвигается в клетке и используется ею для биохимических реакций. Клетки животных используют 95% энергии, выработанной в митохондрии, а растения и грибы чуть меньше. Кроме того ДНК митохондрий способна синтезировать белки.

• Энергетические станции клетки
• Митохондриальная ДНК представляет собой
• Митохондрии и пластиды относятся к органоидам
• Митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки, потому что в них
• Внутренняя мембрана митохондрий имеет складки и выросты, которые называются
• Органоиды, которые содержат ДНК
• К полуавтономным органоидам клетки относят
• Кристы в митохондриях служат для
• Гелеобразная структура внутренней части митохондрий называется
• Митохондрии считаются полуавтономными органоидами клетки, поскольку

Предметы по профилю

Обратите внимание! По выбранным Вами предметам ГРАНТЫ не предоставлены. В AlmaU, Университете Нархоз и Каспийском Университете представлены специальности, где профильными предметами являются математика, физика, география, иностранный язык, Человек. Общество. Право, всемирная история, биология, химия и творческий экзамен.

Клеточные «электростанции»

Основные объемы энергии в человеческом теле вырабатываются внутри отдельных клеток. Можно сказать, что каждая из них самостоятельно отвечает за собственное энергоснабжение. А это значит, что в каждой клетке (как минимум в тех клетках, которые имеют ядра, эритроциты не в счет), должна быть своя «электростанция». И это действительно так! Более того, нередко таких «электростанций» имеется несколько десятков или даже сотен. Зависит их число от того, насколько интенсивно работает клетка, а значит, и от того, насколько много ей требуется энергии в единицу времени. Научное название таких «электростанций» – митохондрии, а их совокупность именуют митохондриальным пулом клетки.

Термин «митохондрия» произошел от сочетания двух греческих слов: «митос», что означает «нить» или «волокно», и «хондрос» – «зерно» или «крупица». Конечно, такое название вообще не отражает функции митохондрий. Связано это с тем, что впервые их описали еще в 1850 году. Исследователи увидели в мышечных клетках хорошо различимые овальные органеллы – отдельные, явно отграниченные включения в цитоплазме. Также была видна и их внутренняя структура, состоящая из каких-то полос и точек. Но что это такое и зачем оно нужно, тогда никто не знал, потому и название дали исключительно по внешнему виду. А понимание критически важной роли митохондрий для жизни клетки и всего нашего организма появилось только спустя почти столетие – в 1948 году.

Митохондрин – активный компонент крема Jour Nouveau

Для воздействия на источник восстановления кожи и в ответ на  “старение” митохондрий , Лаборатории Dr. Pierre Ricaud сосредоточили свои исследования на поиске новой молекулы, способной остановить процесс разрушения митохондрий.

2 Нужно было преодолеть 2 трудности : – Выявить молекулу, способную остановить непрерывное воздействие свободных радикалов и – Доставить ее до места назначения: митохондрии.

Выявление молекулы: Понадобилось 4 года исследований и скрининг (просмотр и отбор химических соединений, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств) 350 молекул, чтобы найти активный компонент, лучше всего соответствующий поставленным целям. Этот активный компонент, Митохондрин®, получен путем пересадки флавоноида, извлеченного из мандарина, на жирную цепь растительного происхождения. Эта пересадка стабилизирует молекулу.

Доставить активный компонент до места назначения:

Чтобы пройти через кожный барьер, клеточную мембрану, и защитить митохондрии, наши Лаборатории используют Технологию In-Cell.Эта новая технология способствует проникновению активного компонента через клеточные мембраны, чтобы доставить его как можно ближе к митохондриям.

Способность проникновения в клетки была доказана на тестах ex vivo на восстановленной коже. Благодаря этой технологии количествоМитохондрина® проникающего в клетки, увеличилось в 5 раз.

Способы защиты митохондрий благодаря действию Митохондрина® (активный компонент + доставка) были доказаны многочисленными исследованиями на клеточной культуре и, в том числе, совместно с центром по изучению митохондрий Inserm в Бордо. В результате этих исследований был разработан крем для лица Jour Nouveau.

Чем еще заняты наши митохондрии?

Основная функция этих органелл – обеспечение энергией всех протекающих в клетке процессов. Однако, помимо этого митохондрии выполняют и еще целый ряд витальных (жизненно важных) функций. В их числе:

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 хаpaктерны 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.

Воздух – смесь газов

Конспект урока “Как питаются животные?” (Природоведение. 5-й класс)

Беседа «Ядовитые растения»

Информационные технологии на уроках биологии

“Атмосфера и дыхание живой природы”. Обобщающий урок

Урок по теме “Виды корней и типы корневых систем”

Урок-исследование. “Начальные этапы развития жизни на Земле”

Урок-презентация: “Обмен веществ и энергии” (8-й класс)

Урок биологии в 11-м классе по теме “Борьба за существование и ее формы”

31 03 2023 17:38:16

«Интеграция материала по предметам эстетического и естественно-научного циклов при изучении литературы, МХК, биологии, информатики, как средство оптимизации учебно-воспитательного процесса»

30 03 2023 14:13:21

Урок биологии “Строение и функции головного мозга” в 8-м классе

28 03 2023 17:13:30

Урок биологии по теме “Скорая помощь” (обучающая игра)

25 03 2023 3:51:30

23 03 2023 9:43:21

Отдел голосеменные (хвойные растения)

22 03 2023 3:50:55

Разработка урока по теме “Тип Губки”

21 03 2023 17:33:50

Технология мониторинга результативности в обучении биологии в 9-м классе

20 03 2023 5:32:49

Краснокнижные растения Бийского района

18 03 2023 0:44:20

Урок-конференция “Отряды млекопитающих: Парнокопытные и Непарнокопытные”

17 03 2023 10:44:27

Особенности высшей нервной деятельности человека. Речь и сознание

16 03 2023 13:56:52

Урок-модуль “Взаимоотношения между организмами”, общая биология, 11-й класс

15 03 2023 8:23:39

Разновозрастной интегрированный урок “Берегите, люди, эту красоту!”. 5–6-е классы

14 03 2023 11:23:58

Разработка открытого урока “Формы естественного отбора”

13 03 2023 1:41:22

Экологическая тропа в учебно-воспитательном процессе обучения биологии

Авторская программа “Человек и природа”

Урок по теме “Плоды”. 6-й класс

Урок-зачёт по теме “Кровь и кровообращение”

Интегрированный урок по теме: “В мире комнатных растений”

Стратегия работы с одаренными детьми

Урок по теме “Фотосинтез”. 6-й класс

Тема урока “Состав крови”

27 02 2023 8:23:18

Формы размножения организмов. Бесполое размножение. 10-й класс

26 02 2023 8:38:38

Интеллектуальные игры в нашей школе

25 02 2023 8:35:43

Экологический проект “Галактика”

23 02 2023 11:12:54

Урок биологии по теме “Класс Земноводные. Внешнее строение, скелет”. 7-й класс

22 02 2023 3:21:20

Игра-путешествие “Последний герой”

21 02 2023 4:16:58

Митохондрии и старение

Как «стареет» митохондриальная ДНК ?Из-за постоянного последовательного деления митохондрий, направленного на производство энергии, их ДНК «снашивается». Истощается запас митохондрий в хорошей форме, уменьшая единственный источник клеточной энергии.Митохондриальная ДНК в 10 раз чувствительнее к действию свободных радикалов, чем ядерная. Мутации, вызванные свободными радикалами, ведут к дисфункции митохондрий. Но по сравнению с клеточной система самовосстановления митохондриальной ДНК очень слабая. Когда повреждения митохондрий значительны, они самоуничтожаются. Этот процесс называется «аутофагией».

Митохондрии и фотостарение:В 2000 году было доказано, что митохондрии ускоряют процесс  фотостарения .  На участках кожи, регулярно подвергающихся воздействию  солнечных лучей, уровень мутаций ДНК значительно выше, чем на защищенных участках.Сравнение результатов биопсии (взятие образцов кожи для анализа) участка кожи, подвергшегося воздействию  ультрафиолетовых лучей  , и защищенного участка показывает, что мутации митохондрий под воздействием  УФ-излучения  вызывают хронический окислительный стресс. Клетки и митохондрии навсегда связаны между собой: энергия, поставляемая митохондриями, необходима для деятельности клеток. Поддерживать деятельность митохондрий необходимо для лучшей клеточной деятельности и для улучшения качества  кожи , особенно кожи  лица, слишком часто подвергающейся воздействию УФ-лучей.

Американские ученые утверждают, что человек не может жить больше 126 лет! Построенные ими математические модели показывают, что свободные радикалы поразили бы большую часть митохондрий, необходимых для жизни. Им страшно повезло: еще 4 года и Жанна Кальман опровергла бы их теорию!!

Как устроены митохондрии?

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 потрeбления энергии. К примеру, в поперечно-полосатой мускулатуре они расположены возле миофибрилл. В cпepматозоидах они спирально охватывают ось жгутика, так как для приведения его в движение и перемещения cпepматозоида 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.

Энергетическая станция клетки

Процесс преобразования клеточной энергииМитохондрии используют 80% кислорода, который мы вдыхаем, чтобы преобразовывать потенциальную энергию в энергию, используемую клеткой. В процессе окисления освобождается большое количество энергии, которая сохраняется митохондриями в виде молекул АТФ.

В день преобразовывается 40 кг. АТФ.Энергия в клетке может принимать различные формы. Принцип действия клеточного механизма – преобразованиепотенциальной энергии в энергию, которую может напрямую использовать клетка.Потенциальные виды энергии попадают в клетку через питание в виде углеводов, жиров и белковКлеточная энергия состоит из молекулы называемой АТФ: Аденозинтрифосфат. Она синтезируется в результате преобразования углеводов, жиров и белков внутри митохондрии.За день в организме взрослого человека синтезируется и распадается эквивалент 40 кг АТФ.

Митохондрии – источник энергии клеток

Что будет при нарушении работы митохондрий?

• мышечная (снижение физической выносливости и переносимости нагрузок);
• нервная (ухудшение когнитивных способностей – памяти, концентрации, работоспособности);
• эндокринная (нарушения гормонального баланса, проблемы с пищеварением и работой мочеполовых органов) и т.д.

• преждевременного старения;
• возрастных поражений нервной системы;
• заболеваний сердечной мышцы;
• ожирения;
• артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца, как проявлений метаболического синдрома;
• дисбиотических расстройств;
• и даже онкологических новообразований.

Сканируй QR код, скачивай приложение
и учись вместе с нами

2. Авторизуйтесь в приложении и готовьтесь к экзаменам вместе с нами

Как улучшить работу митохондрий?

Функции в клетке

• Основная функция митохондрий – образование молекул АТФ.
• Депонирование ионов Кальция.
• Участие в обмене воды.
• 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.

Особенности строения

Митохондрии относятся к двухмембранным органеллам, имеют внешнюю и внутреннюю оболочки, межмембранное прострaнcтво 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 прострaнcтво. Величина межмембранного прострaнcтва около 20нм. Вещество, заполняющее его по составу сходно с цитоплазмой, за исключением крупных молекул, которые могут сюда проникнуть только путем активного трaнcпорта.

Внутренняя мембрана. Построена в основном из белка, только треть отводится на липидные вещества. Большое количество белков являются трaнcпортными, 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.

Строение и генетические особенности

Митохондрия состоит из наружной мембраны, которая является ее оболочкой и внутренней мембраны, места энергетических преобразований. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, способствующиеинтенсивной деятельности по преобразованию энергии.

СпецифическаяДНК:Самая примечательная особенность митохондрий – это наличие у них своей собственной ДНК: митохондриальной ДНК. Независимо от ядерной ДНК, каждая митохондрия имеет свой собственный генетический аппарат.

Митохондриальная ДНК  наследуется только по материнской линии и передается из поколения в поколение исключительно  женщинами Эта особая форма наследственности митохондриального генома позволила создать родословное древо разных человеческих этносов, определив местонахождение наших общих предков в Эфиопии около 200 000 лет назад.

Обладая необыкновенными способностями к адаптации, при увеличении потребности в энергии митохондрии также способны размножаться независимо от клеточного деления. Это явление возможно благодаря митохондриальной ДНК.

Митохондриальная ДНК передается исключительно женщинами

Митохондриальная ДНК не наследуется по законам Менделя, а по законам цитоплазматического наследования. Во время оплодотворения проникающий в яйцеклетку сперматозоид теряет жгутик, в котором находятся все митохондрии. Зародышу передаются только митохондрии, содержащиеся в яйцеклетке матери. Таким образом, клетки наследуют их единственный источник энергии из материнских митохондрий.

Как появились митохондрии?

Один из важных вопросов, который давно беспокоил научную общественность: а откуда вообще взялись митохондрии в наших клетках? Самая современная и достоверная теория предлагает крайне необычный ответ: митохондрии – это потомки бактерий.

Давным-давно одноклеточные организмы, которым предстояло стать нашими предками, научились поглощать крохотные бактерии, присутствующие в окружающей среде. Если попросту – они ими питались. Но в один прекрасный день такая протобактерия не разрушилась, попав во внутриклеточную среду. И более того, она сохранила не только целостность, но и кое-какие свои функции. В частности, способность вырабатывать энергию с помощью кислорода. Каков до этого был механизм получения энергии у тех одноклеточных, которые впоследствии станут нами, известно плохо. Но с уверенностью можно сказать, что аэробный путь, предложенный им проглоченной бактерией, был однозначно более выгодным и эффективным.