Μιτοχόνδρια: Δομή, Λειτουργία και Σημασία

Στο μιτοχόνδρια είναι σύνθετα οργανίδια που υπάρχουν μόνο σε ευκαρυωτικά κύτταρα.

Ο ρόλος σας είναι παράγουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας των κυττάρων, μέσω της διαδικασίας που ονομάζεται κυτταρική αναπνοή.

Το μέγεθος, το σχήμα, η ποσότητα και η κατανομή των μιτοχονδρίων ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο των κυττάρων. Έχουν ακόμα το δικό τους γενετικό υλικό.

Δομή μιτοχονδρίων

Εκπροσώπηση του σχήματος των μιτοχονδρίων

Τα μιτοχόνδρια σχηματίζονται από δύο μεμβράνες λιποπρωτεϊνών, μία εξωτερική και μία εσωτερική:

• εξωτερική μεμβράνη: παρόμοια με άλλα οργανίδια, λεία και αποτελούμενα από λιπίδια και πρωτεΐνες που ονομάζονται deporins, που ελέγχουν την είσοδο μορίων, επιτρέποντας τη διέλευση σχετικά μεγάλων.
• εσωτερική μεμβράνη: Είναι λιγότερο διαπερατό και έχει πολλές πτυχές, που ονομάζονται μιτοχονδριακές κορυφογραμμές.

Οι μιτοχονδριακές κορυφογραμμές προεξέχουν στο εσωτερικό μέρος των μιτοχονδρίων, ένας κεντρικός χώρος που ονομάζεται μιτοχονδριακή μήτρα, το οποίο είναι γεμάτο με μια ιξώδη ουσία που περιέχει αναπνευστικά ένζυμα που συμμετέχουν στη διαδικασία παραγωγής του ενέργεια.

Στη μήτρα βρίσκονται το ριβοσώματα, οργανίδια που παράγουν πρωτεΐνες που απαιτούνται από τα μιτοχόνδρια. Διαφέρουν από αυτά που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων και παρόμοια με βακτήρια. Ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό των βακτηρίων και των μιτοχονδρίων είναι η παρουσία κυκλικών μορίων DNA.

Κυτταρική αναπνοή

Σχέδιο κυτταρικής αναπνοής

Ο κυτταρική αναπνοή είναι μια διαδικασία οξείδωση οργανικών μορίων, όπως λιπαρά οξέα και υδατάνθρακες, ειδικά το γλυκόζη, η οποία είναι η κύρια πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται από ετεροτροφικούς οργανισμούς.

Η γλυκόζη προέρχεται από τροφή (παράγεται από αυτοτροφικούς οργανισμούς μέσω της φωτοσύνθεσης) και μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό, παράγοντας μόρια ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), τα οποία χρησιμοποιούνται σε διάφορες δραστηριότητες κινητά τηλέφωνα.

Αυτός ο τρόπος παραγωγής ενέργειας είναι πολύ αποδοτικός, καθώς υπάρχει μια ισορροπία 38 ATP ανά μόριο γλυκόζης στο τέλος της διαδικασίας.

Η αποικοδόμηση γλυκόζης περιλαμβάνει πολλά μόρια, ένζυμα και ιόντα και λαμβάνει χώρα σε 3 βήματα: Γλυκόλυση, Κύκλος Krebs και Οξειδωτική φωσφορυλίωση. Οι δύο τελευταίες φάσεις είναι αυτές που παράγουν τη μεγαλύτερη ενέργεια και εμφανίζονται στα μιτοχόνδρια, ενώ η γλυκόλυση λαμβάνει χώρα στο κυτόπλασμα.

Η γενική χημική εξίσωση της διαδικασίας παρουσιάζεται ως εξής:

ΝΤΟ₆Η₁₂Ο₆ + 6 O₂ ⇒ 6 CO₂ + 6 Ω₂Ο + Ενέργεια

Πώς δημιουργήθηκαν τα μιτοχόνδρια;

Τα μιτοχόνδρια έχουν βιοχημικά και μοριακά χαρακτηριστικά παρόμοια με τα βακτήρια, όπως η παρουσία κυκλικού DNA και ριβοσωμάτων. Για το λόγο αυτό, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η προέλευσή του σχετίζεται με προγονικά προκαρυωτικά όντα.

Σύμφωνα με Ενδοσυμβιώτικη Θεωρία ή Ενδοσυμπειογένεση, οι αρχαίοι προκαρυωτικοί οργανισμοί θα είχαν φιλοξενήσει επιτυχώς μέσα στα ευκαρυωτικά κύτταρα πρωτόγονων οργανισμών, εξελισσόμενοι σε τρέχοντα μιτοχόνδρια.

Το ίδιο θα συνέβαινε με το χλωροπλάστες, που μοιάζουν με μιτοχόνδρια λόγω της παρουσίας διπλής μεμβράνης και της ικανότητάς τους για αυτοδιπλασιασμό.

Δείτε επίσης: Προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα

Περιέργειες

• Η λέξη μιτοχόνδρια προέρχεται από τα ελληνικά, μύθοι (γραμμή / νήμα) + χόνδρος (κόκκος / κόκκος).
• Τα μιτοχόνδρια είναι σφαιρικά ή επιμήκη και έχουν διάμετρο περίπου 0,5 έως 1 μm. Μπορούν να αντιπροσωπεύουν έως και 20% του συνολικού όγκου των κυττάρων.
• Το DNA των μιτοχονδρίων είναι αποκλειστικά μητρικής προέλευσης.
• Τα μιτοχόνδρια σχετίζονται επίσης με τη διαδικασία του κυτταρικού θανάτου με απόπτωση.