В каких клетках больше всего митохондрий содержится в клетках
☰
Митохондрия – это двумембранный органоид эукариотической клетки, основная функция которого синтез АТФ – источника энергии для жизнедеятельности клетки.
Количество митохондрий в клетках не постоянно, в среднем от нескольких единиц до нескольких тысяч. Там, где процессы синтеза идут интенсивно, их больше. Также варьирует размер митохондрий и их форма (округлые, вытянутые, спиральные, чашевидные и др.). Чаще имеют округлую вытянутую форму, диаметром до 1 микрометра и длиной до 10 мкм. Могут перемещаться в клетке с током цитоплазмы или оставаться в одном положении. Перемещаются к местам, где больше всего требуется выработка энергии.
Согласно гипотезе симбиогенеза митохондрии произошли от аэробных бактерий, внедрившихся в другую прокариотическую клетку. Эти бактерии начали снабжать клетку дополнительным количеством молекул АТФ, а получать от нее питательные вещества. В процессе эволюции они потеряли автономность, передав часть своих генов в ядро и став таким образом клеточной органеллой.
В клетках новые митохондрии появляются в основном путем деления ранее существующих, т. е. они не синтезируются заново, что напоминает процесс размножения и говорит в пользу симбиогенеза.
Строение и функции митохондрии
Митохондрия состоит из
двух мембран — внешней и внутренней,
межмембранного пространства,
внутреннего содержимого — матрикса,
крист, представляющих собой выросты в матрикс внутренней мембраны,
собственной белок-синтезирующей системы: ДНК, рибосом, РНК,
белков и их комплексов, в том числе большого количества ферментов и коферментов,
других молекул и гранул различных веществ, находящихся в матриксе.
Внешняя и внутренняя мембраны выполняют разные функции, поэтому различается их химический состав. Расстояние между мембранами составляет до 10 нм. Внешняя мембрана митохондрий по строению схожа с плазмалеммой, окружающей клетку, и выполняет в основном барьерную функцию, отграничивая содержимое органоида от цитоплазмы. Через нее проникают мелкие молекулы, транспорт крупных избирателен. В некоторых местах внешняя мембрана соединена с ЭПС, каналы которой открываются в митохондрию.
На внутренней мембране, в основном ее выростах — кристах, располагаются ферменты, образуя мультиферментативные системы. Поэтому по химическому составу здесь преобладают белки, а не липиды. Количество крист варьирует в зависимости от интенсивности процессов. Так в митохондриях мышц их очень много.
В некоторых местах внешняя и внутренняя мембрана соединяются между собой.
У митохондрий, также как у хлоропластов, есть своя белоксинтезирующая система — ДНК, РНК и рибосомы. Генетический аппарат представляет собой кольцевую молекулу – нуклеоид, как у бактерий. Рибосомы митохондрий растений схожи с бактериальными, у животных митохондриальные рибосомы мельче не только цитоплазматических, но и бактериальных. Часть необходимых белков митохондрии синтезируют сами, другую часть получают из цитоплазмы, так как эти белки кодируются ядерными генами.
Главная функция митохондрий — снабжать клетку энергией, которая путем многочисленных ферментативных реакций извлекается из органических соединений и запасается в АТФ. Часть реакций идет с участием кислорода, в других выделяется углекислый газ. Реакции идут как в матриксе (цикл Кребса), так и на кристах (окислительное фосфорилирование).
Следует иметь в виду, что в клетках АТФ синтезируется не только в митохондриях, но и в цитоплазме в процессе гликолиза. Однако эффективность этих реакций невысока. Особенность функции митохондрий в том, что в них протекают реакции не только бескислородного окисления, но и кислородный этап энергетического обмена.
Другими словами, функция митохондрий – активное участие в клеточном дыхании, к которому относят множество реакций окисления органических веществ, переноса протонов водорода и электронов, идущих с выделением энергии, которая аккумулируется в АТФ.
Ферменты митохондрий
Ферменты транслоказы внутренней мембраны митохондрий осуществляют активный транспорт АДФ и АТФ.
В структуре крист выделяют элементарные частицы, состоящие из головки, ножки и основания. На головках, состоящих из фермента АТФазы, происходит синтез АТФ. АТФаза обеспечивает сопряжение фосфорилирования АДФ с реакциями дыхательной цепи.
Компоненты дыхательной цепи находятся в основании элементарных частиц в толще мембраны.
В матриксе находится большая часть ферментов цикла Кребса и окисления жирных кислот.
В результате активности электротранспортной дыхательной цепи ионы водорода поступают в нее из матрикса, а высвобождаются на наружной стороне внутренней мембраны. Это осуществляют определенные мембранные ферменты. Разница в концентрации ионов водорода по разные стороны мембраны приводит к возникновению градиента pH.
Энергию для поддержания градиента поставляет перенос электронов по дыхательной цепи. Иначе ионы водорода диффундировали бы обратно.
Энергия градиента pH используется для синтеза АТФ из АДФ:
АДФ + Ф = АТФ + H2O (реакция обратима)
Образующаяся вода ферментативно удаляется. Это, наряду с другими факторами, облегчает протекание реакции слева направо.
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, и у 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.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
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.
Анонимный вопрос · 6 сентября 2019
1,4 K
Популяризатор биологии, особенно биохимии и доказательной медицины. Область… · vk.com/mir_mol
Короткий ответ: для работы мышцам нужна энергия, а митохондрии эту энергию производят.
Длинный ответ. Сначала небольшая терминологическая корректировка. Гладкая мышечная ткань и мышцы сердца состоят из мышечных клеток (гладкомышечных клеток и кардиомиоцитов, соответственно), а вот скелетная ткань – из мышечных волокон (это симпласт, то есть структурно-функциональное объединение клеток, между которыми нет границ). Поэтому ответ будет касаться как мышечных клеток, так и мышечных волокон.
Работа мышц требует больших энергетических затрат, а именно энергия тратится на взаимное скольжение двух сократительных белков – актина и миозина. Генерируется значительная часть энергии митохондриями. Это органоиды, в которых происходит цикл Кребса, а также функционирует дыхательная цепь. Благодаря этим процессам образуется аденозинтрифосфат (АТФ) – основная энергетическая «валюта» в живой природе. Именно поэтому в мышцах много митохондрий.
Каким образом растёт мышечная масса? На биологическом уровне.
За счет нарастания в поперечнике мышечных волокон. Толщины, не длины или увеличения количества волокон! Это называется гипертрофия. Огромный, многоступенчатый и многофакторный процесс, в котором участвуют гормоны (тесто, кортизол, ГР), клетки-сателлиты, расположенные на поверхности мышечных волокон, целый ряд факторов роста и тд. Предел гипертрофии мышц — увеличение поперечника волокна в 2(!) раза. То есть, волокна с самого тощего дистрофана будут не более, чем в 2 раза, тоньше волокон атлета.
Еще рост происходит за счет гиперплазии — явление увеличение количества мышечных волокон, но в отношении человека это малоприменимо. Нет основательных исследований, подтверждающих наличие этого явления у нас. У животных — есть примеры, у человека — не доказано.
На сам рост волокна есть 2 теории, но как факт, тут тоже нет определенного ответа и согласия в научном мире, слишком уж сложный процесс: теория разрушения (микротравмы) и еще какая-то, ее я, честно говоря, не помню. Первая не в пример популярнее, поэтому лучше взять в руки гугл и посмотреть там.
А еще лучше, учебник физиологии. Там все подробно расписано. Если хочешь грамотно строить свои тренировки или просто знать, как работает твой организм — незаменимое чтиво.
Прочитать ещё 1 ответ
Почему ДНК митохондрий наследуется только по линии матери?
Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать как устроен сперматозоид.
Он состоит из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро, в шейке митохондрии, в хвостике микрофиламенты образующие жгутик.
При слиянии сперматозоида с яйцеклеткой, проникает только его головка, а хвостик и шейка остаются за пределами яйцеклетки. В итоге будущий организм имеет митохондрии только те, что были в яйцеклетке, то есть митохондрии матери, поэтому митохондрии передаются только по материнской линии 🙂
Существуют ли такие вещества, способные атрофировать мышцы человека? Если да, то как быстро это может происходить?
При нормальном уровне активности ни одно вещество не способно вызвать атрофию мышц (кроме искусственно введенных, направленных специально на разрушение мышечной ткани). Атрофию мышц наш организм не развивает по одной простой причине — это противоречит цели его существования, то есть ему нужны мышцы чтобы продолжать функционировать,а значит выживать.
Если Вы абсолютно здоровы и двигаетесь достаточно активно,чтобы задействовать большинство мышечных групп — атрофия возникнуть не может. Указанный Виктором адреналин и еще несколько катаболических гормонов (кортизол, глюкагон) также не способны вызвать атрофию, так как наш организм не способен выработать достаточное их количество для катастрофического разрушения мышц, да и не для этого эти гормоны придуманы.
А если говорить об атрофии как о разрушении мышц в целом, и веществах,которые можно ввести в организм искусственно — то таких веществ огромное количество. Кислоты и щелочи в этом вопросе занимают лидирующие позиции.
Прочитать ещё 1 ответ
Если сердце это мышечный орган и оно постоянно качает кровь, то почему оно не растет как другая мышечная ткань при постоянной нагрузке?
Сердце — это все же не обычная мышца. У нас в организме больше нет таких мышц, которые бы работали без какого бы то ни было отдыха десятилетия подряд. Так что сравнение не совсем корректное. Тем не менее сердце — как мышца — конечно же, растет, и делает она это, как любая другая мышечная ткань. Изначально размер сердца каждого человека определен генетически: оно такого размера, чтобы справляться со стандартной нагрузкой для этого конкретного тела. Чем больше становится нагрузка на сердце (а растет она вместе с человеком — чем выше-тяжелее растущий ребенок, тем больше нагрузка), тем крупнее становится сердце. До предела — который также определен генетически при стандартной нагрузке. Ведь икры у обычных людей, не спортсменов, не растут до бесконечности, хотя и ходим мы постоянно.
А вот если нагрузка продолжает увеличиваться, то сердечная мыщца тренируется и растет. В случае с аэробными нагрузками это прекрасно и полезно (мышечные волокна могут удлиняться, а могут толстеть: в первом случае увеличивается объем сердца, а во втором — его сила). А вот в случае с лишним весом — увеличивающаяся нагрузка только во вред сердцу: тренировка не может быть перманентной; постоянная растущая нагрузка приводит к истощению мышцы, а не к ее укреплению.
Прочитать ещё 2 ответа
Сравнение растительной животной грибной и бактериальной клетки?
Занимаюсь козами, люблю животных, книги, штангу, учу языки. Круг интересов…
В бактериальной клетке:
Нет ядра;
Есть цитоплазматическая мембрана;
Есть капсула (слизистая структура, плотно связанная с мембраной);
Есть клеточная стенка, образована пектином или муреином;
Нет контаков между клетками;
Вместо хромосом — нуклеоид;
В качестве вакуолей — аэросомы;
Есть плазмиды, цитоплазма, рибосомы, мезосомы, пили, органеллы для перемещения;
Цитоскелет — встречается у некоторых бактерий;
Нет пероксисом, лизосом, пластидов, центриолей, митохондрий, эндоплазматического ретикулума или сети, аппарата Гольджи.
В растительной клетке:
Есть ядро, которое придает клетке форму, запасает питательные вещества, определяет рамки роста;
Есть клеточная мембрана;
Нет капсулы;
Есть клеточная стенка;
Есть контакты между клеткам, представлены плазмодесмами (цитоплазматические «мостики», соединяющие клетки);
Есть хромосомы;
Есть вакуоли;
Есть цитоплазма, митохондрии, эндоплазматический ретикулум или сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, пластиды, цитоскелет, пероксисомы, органеллы для перемещения;
Лизосомы обычно не видны;
Центриоли есть у низших растений;
Нет пилей, мезосом, плазмидов.
В животной клетке:
Ядро есть, отвечает за передачу генетической информации;
Есть клеточная мембрана;
Нет капсулы;
Нет клеточной стенки;
Есть контакты между клетками, представлены демосомами (обеспечивают структурную целостность слоёв клеток);
Есть хромомсомы;
Нет вакуолей;
Есть цитоплазма, митохондрии, эндоплазматический ретикулум или сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, цитоскелет, центриоли, лизосомы, пероксисомы, органеллы для перемещения;
Нет пилей, мезосом, плазмидов, пластидов.
В клетке гриба:
Есть ядро, присутствуют дикарионы — спаренные ядра в клетке после слияния цитоплазмы. Ядра способны передвигаться из клетки в клетку;
Есть клеточная мембрана;
Нет капсулы;
Есть клеточная стенка, образована хитином;
Есть контакты между клетками;
Есть хромосомы;
Есть вакуоли;
Есть цитоплазма, митохондрии, эндоплазматический ретикулум или сеть, аппарат Гольджи, рибосомы, цитоскелет, лизосомы, пероксисомы;
Нет пилей, мезосом, плазмидов, пластидов, центриолей, органелл для перемещения.
Анонимный вопрос · 23 января 2019
42,7 K
Главная функция митохондрии — выработка энергии, так называемый синтез АТФ (аденозитрифосфата). Нам в школе учитель по биологии говорила, что митохондрии — «энергетичские станции» клетки.
Ещё у митохондрии — важнейшая роль в старении организма, она увеличивает «производство» свободных радикалов, со временем.
Преподаватель биологии в онлайн-школе «Вебинариум» и пуська · vk.com/bio_gis
Митохондрия — компонент всех эукариотических клеток, кроме паразитических простейших и эритроцитов млекопитающих. Считается, что митохондрии имеют симбиотическое происхождение: бактерии, способные к кислородному дыханию, на раннем этапе эволюции вступили в симбиоз с эукариотическими клетками, а затем превратились в полностью несамостоятельные органеллы. Очень много… Читать далее
1.Выроботка инергии, так называемый синтез аденозитрифос (АТФ).
2.Клеточное дыхание.
Взяла в данных ответах потому что сама искала ответ. Думаю будет 5+ ну или просто 5.
Пользуйиесь..????
По русскому языку поможешь ?
Будет ли клетка жить, если заменить митохондрию на хлоропласт?
Студентка-биологиня, интересуюсь естественными науками и людьми.
Нет, поскольку митохондрии выполняют основную энергетическую функцию. У растений в том числе, а у животных и подавно. А вот внедрение хлоропластов помимо метахондрий пытаются сделать биотехнологи. Один слизняк так от природы научился, но только эти хлоропласты как бы не входят в одлигатный состав клеток, они могут только накапливаться, полученные от других организмов.
Что содержится в клетках зелёной эвглены?
Эвглена зеленая это организм который относится к эукариотам (то есть у нее есть ядро) , а именно к простейшим, так как состоит всего из одной клетки.
Для нее характерно наличие:
- Жгутика для передвижения
- Светочувствительного глазка или стигмы для перемещение к свету
- Сократительная вакуоль для удаления лишней воды из клетки и жидких продуктов обмена веществ, то есть поддержания осмотического давления
- Хлоропласты для фотосинтеза, так как эвглена может питаться автотрофно при наличии света и гетеротрофно при отсутствии
- Ядро (хранение и реализация генетической информации)
- Запасные питательные вещества
Мономер атф является?
Человек науки, полиглот, энтузиаст. Химия, компьютерные технологии, нейропсихоло…
Аденозинтрифосфат (АТФ) — это органическое соединение, которое встречается в клетках и выполняет в ней энергетическую функцию. Молекулы АТФ образуются в митохондриях в процессе клеточного дыхания, они постоянно синтезируются там и распадаются. АТФ сам по себе является мономером, в его состав входят рибоза, аденин и три остатка фосфорной кислоты. Если два из этих остатка отщепить, то получится аденозинмонофосфат (АМФ), который входит в состав РНК, например. Так что из АТФ также получаются многие высокомолекулярные органические соединения.
Кто сформулировал основные положения клеточной теории?
Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию в 1838—1839 годах. Они постулировали, что:
— Клетка есть биологическая элементарная единица строения организма и может быть рассмотрена как биологическая индивидуальность низшего порядка.
— Клеткообразование есть универсальный принцип размножения.
— Жизнь организма может и должна быть сведена к сумме жизней составляющих его клеток.
Рудольф Вирхов дополнил этот список важным положением:
— Всякая клетка происходит из другой клетки.
Вместе эти 4 утверждения легли в основу современной клеточной теории.
Прочитать ещё 2 ответа