მიტოქონდრია ნებისმიერი უჯრედის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. მათ ასევე უწოდებენ ქონდრიოსომებს. ეს არის მარცვლოვანი ან ძაფისებრი ორგანელები, რომლებიც მცენარეებისა და ცხოველების ციტოპლაზმის განუყოფელი ნაწილია. ისინი არიან ATP მოლეკულების მწარმოებლები, რომლებიც აუცილებელია უჯრედში მრავალი პროცესისთვის.
რა არის მიტოქონდრია?
მიტოქონდრია არის უჯრედების ენერგეტიკული ბაზა, მათი აქტივობა ეფუძნება ორგანული ნაერთების დაჟანგვას და ატფ-ის მოლეკულების დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის გამოყენებას. ბიოლოგები მას მარტივი ენით უწოდებენ სადგურს უჯრედებისთვის ენერგიის გამომუშავებისთვის.
1850 წელს მიტოქონდრია გამოვლინდა, როგორც გრანულები კუნთებში. მათი რაოდენობა იცვლებოდა ზრდის პირობების მიხედვით: ისინი უფრო მეტად გროვდებიან იმ უჯრედებში, სადაც დიდია ჟანგბადის დეფიციტი. ეს ყველაზე ხშირად ხდება ფიზიკური დატვირთვის დროს. ასეთ ქსოვილებში აღინიშნება ენერგიის მწვავე ნაკლებობა, რომელსაც ავსებს მიტოქონდრიები.
ტერმინისა და ადგილის გამოჩენა სიმბიოგენეზის თეორიაში
1897 წელს ბენდმა პირველად შემოიტანა ცნება "მიტოქონდრიონი" უჯრედების ციტოპლაზმაში მარცვლოვანი და ძაფისებრი სტრუქტურის აღსანიშნავად. ფორმით და ზომით ისინიმრავალფეროვანია: სისქე 0,6 მიკრონი, სიგრძე 1-დან 11 მიკრონიმდე. იშვიათ სიტუაციებში, მიტოქონდრია შეიძლება იყოს დიდი და განშტოებული.
სიმბიოგენეზის თეორია იძლევა ნათელ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ რა არის მიტოქონდრია და როგორ გამოჩნდნენ ისინი უჯრედებში. მასში ნათქვამია, რომ ქონდრიოსომა წარმოიქმნა ბაქტერიული უჯრედების, პროკარიოტების მიერ დაზიანების პროცესში. ვინაიდან მათ არ შეეძლოთ დამოუკიდებლად გამოიყენონ ჟანგბადი ენერგიის გამომუშავებისთვის, ამან ხელი შეუშალა მათ სრულ განვითარებას და პროგენოტები შეუფერხებლად განვითარდნენ. ევოლუციის მსვლელობისას, მათ შორის კავშირმა შესაძლებელი გახადა პროგენოტებს გადაეცათ თავიანთი გენები ახლანდელ ევკარიოტებზე. ამ პროგრესის წყალობით, მიტოქონდრია აღარ არის დამოუკიდებელი ორგანიზმები. მათი გენოფონდის სრულად რეალიზება შეუძლებელია, რადგან ის ნაწილობრივ დაბლოკილია ფერმენტებით, რომლებიც ნებისმიერ უჯრედშია.
სად ცხოვრობენ?
მიტოქონდრია კონცენტრირებულია ციტოპლაზმის იმ ადგილებში, სადაც არის ATP საჭიროება. მაგალითად, გულის კუნთოვან ქსოვილში ისინი განლაგებულია მიოფიბრილების მახლობლად, ხოლო სპერმატოზოვაში ისინი ქმნიან დამცავ ნიღბს ტურნიკის ღერძის გარშემო. იქ ისინი აწარმოებენ დიდ ენერგიას, რათა „კუდი“დატრიალდეს. ასე მოძრაობს სპერმატოზოიდი კვერცხუჯრედისკენ.
უჯრედებში ახალი მიტოქონდრია წარმოიქმნება წინა ორგანელების მარტივი გაყოფით. მის დროს მთელი მემკვიდრეობითი ინფორმაცია ინახება.
მიტოქონდრია: როგორ გამოიყურება ისინი
მიტოქონდრიის ფორმა ცილინდრს წააგავს. ისინი ხშირად გვხვდება ევკარიოტებში და იკავებენ უჯრედის მოცულობის 10-დან 21%-მდე. მათი ზომები დაფორმები განსხვავდება მრავალი თვალსაზრისით და შეიძლება შეიცვალოს პირობებიდან გამომდინარე, მაგრამ სიგანე მუდმივია: 0,5-1 მიკრონი. ქონდრიოსომების მოძრაობა დამოკიდებულია უჯრედის ადგილებზე, სადაც ხდება ენერგიის სწრაფი ხარჯვა. იმოძრავეთ ციტოპლაზმაში, ციტოჩონჩხის სტრუქტურების გამოყენებით გადაადგილებისთვის.
სხვადასხვა ზომის მიტოქონდრიების ჩანაცვლება, ერთმანეთისგან განცალკევებით მომუშავე და ციტოპლაზმის გარკვეული უბნების ენერგიით მიწოდება, გრძელი და განშტოებული მიტოქონდრიაა. მათ შეუძლიათ ენერგიით უზრუნველყონ უჯრედების ის ადგილები, რომლებიც ერთმანეთისგან შორს არიან. ქონდრიოსომების ასეთი ერთობლივი მუშაობა შეინიშნება არა მხოლოდ ერთუჯრედულ ორგანიზმებში, არამედ მრავალუჯრედიან ორგანიზმებშიც. ქონდრიოსომების ყველაზე რთული სტრუქტურა გვხვდება ძუძუმწოვრების ჩონჩხის კუნთებში, სადაც ყველაზე დიდი განშტოებული ქონდრიოსომები უერთდებიან ერთმანეთს ინტერმიტოქონდრიული შეერთების (IMCs) გამოყენებით.
ეს არის ვიწრო უფსკრული მეზობელ მიტოქონდრიულ გარსებს შორის. ამ სივრცეს აქვს ელექტრონის მაღალი სიმკვრივე. MMK უფრო ხშირია გულის კუნთის უჯრედებში, სადაც ისინი აკავშირებენ მომუშავე ქონდრიოსომებს.
საკითხის უკეთ გასაგებად, მოკლედ უნდა აღწეროთ მიტოქონდრიების მნიშვნელობა, ამ საოცარი ორგანელების სტრუქტურა და ფუნქციები.
როგორ მზადდება?
იმისათვის, რომ გაიგოთ რა არის მიტოქონდრია, თქვენ უნდა იცოდეთ მათი სტრუქტურა. ენერგიის ამ უჩვეულო წყაროს ბურთის ფორმა აქვს, მაგრამ უფრო ხშირად წაგრძელებული. ორი მემბრანა ერთმანეთთან ახლოსაა:
- გარე (გლუვი);
- შიდა,რომელიც ქმნის ფოთლის ფორმის (cristae) და მილაკოვანი (ტუბულების) ფორმის გამონაყარს.
თუ არ გაითვალისწინებთ მიტოქონდრიების ზომასა და ფორმას, მათ აქვთ იგივე სტრუქტურა და ფუნქცია. ქონდრიოსომა შემოიფარგლება ორი მემბრანით, 6 ნმ ზომის. მიტოქონდრიის გარე მემბრანა ჰგავს კონტეინერს, რომელიც იცავს მათ ჰიალოპლაზმისგან. შიდა მემბრანა გამოყოფილია გარედან 11-19 ნმ სიგანის მონაკვეთით. შიდა მემბრანის გამორჩეული თვისებაა მიტოქონდრიებში გაბრტყელებული ქედების სახით ამოღების უნარი.
მიტოქონდრიის შიდა ღრუ ივსება მატრიცით, რომელსაც აქვს წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურა, სადაც ზოგჯერ გვხვდება ძაფები და გრანულები (15-20 ნმ). მატრიქსის ძაფები ქმნიან ორგანულის დნმ-ის მოლეკულებს, ხოლო პატარა გრანულები ქმნიან მიტოქონდრიულ რიბოზომებს.
ATP სინთეზი პირველ ეტაპზე ხდება ჰიალოპლაზმაში. ამ ეტაპზე ხდება სუბსტრატების ან გლუკოზის საწყისი დაჟანგვა პირუვინის მჟავამდე. ეს პროცედურები მიმდინარეობს ჟანგბადის გარეშე - ანაერობული დაჟანგვა. ენერგიის წარმოების შემდეგი ეტაპი არის ატფ-ის აერობული დაჟანგვა და დაშლა, ეს პროცესი ხდება უჯრედების მიტოქონდრიებში.
რას აკეთებს მიტოქონდრია?
ამ ორგანელის ძირითადი ფუნქციებია:
- ენერგიის წარმოება უჯრედებისთვის;
-
მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა საკუთარი დნმ-ის სახით.
ხდება მიტოქონდრიაში
მიტოქონდრიებში საკუთარი დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავის არსებობა კიდევ ერთხელ ადასტურებს ამ სიმბიოზურ თეორიას.ორგანელები. ასევე, ძირითადი სამუშაოს გარდა, ისინი მონაწილეობენ ჰორმონების და ამინომჟავების სინთეზში.
მიტოქონდრიის პათოლოგია
მიტოქონდრიის გენომში წარმოქმნილი მუტაციები იწვევს დეპრესიულ შედეგებს. ადამიანის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელია დნმ, რომელიც გადაეცემა შთამომავლებს მშობლებისგან, მიტოქონდრიული გენომი კი მხოლოდ დედისგან. ეს ფაქტი ძალიან მარტივად არის ახსნილი: ბავშვები იღებენ ციტოპლაზმას მასში ჩასმული ქონდრიოსომებით ქალის კვერცხუჯრედთან ერთად, ისინი არ არიან სპერმატოზოვაში. ამ აშლილობის მქონე ქალებს შეუძლიათ შთამომავლებს გადასცენ მიტოქონდრიული დაავადება, ხოლო ავადმყოფ მამაკაცს არ შეუძლია.
ნორმალურ პირობებში ქონდრიოსომებს აქვთ დნმ-ის იგივე ასლი - ჰომოპლაზმია. მუტაციები შეიძლება მოხდეს მიტოქონდრიულ გენომში, ჯანსაღი და მუტაციური უჯრედების თანაარსებობის გამო ხდება ჰეტეროპლაზმია.
თანამედროვე მედიცინის წყალობით, დღემდე გამოვლენილია 200-ზე მეტი დაავადება, რომლის მიზეზი იყო მიტოქონდრიული დნმ-ის მუტაცია. არა ყველა შემთხვევაში, მაგრამ მიტოქონდრიული დაავადებები კარგად რეაგირებს თერაპიულ შენარჩუნებასა და მკურნალობაზე.
ასე რომ, ჩვენ გავარკვიეთ კითხვა რა არის მიტოქონდრია. ყველა სხვა ორგანელის მსგავსად, ისინიც ძალიან მნიშვნელოვანია უჯრედისთვის. ისინი ირიბად იღებენ მონაწილეობას ყველა პროცესში, რომელიც ენერგიას მოითხოვს.
