Митохондрии представляют собой особый тип органоидов, основной задачей которых является производство энергии для клеток. Именно поэтому их часто называют микроскопическими энергостанциями. Они не содержатся в клеточных структурах простейших организмов, которым для жизни не нужен кислород. На сегодняшний день строение и функции митохондрий изучены довольно хорошо.
Общая характеристика
Митохондрии удалось обнаружить еще в 1850 году. Однако на изучение их строения и функционала ушло около одного столетия. Лишь в 1948 году ученые нашли ответ на эти вопросы. Органеллы имеют довольно большие размеры по меркам клеток. Их можно легко рассмотреть в оптический микроскоп. Митохондрии имеют следующие размеры:
- длина не превышает 10 мкм;
- диаметр составляет максимум 1 мкм.
Эти органеллы можно найти в различных эукариотических клетках. Чаще всего они имеют бобовидную форму, однако встречаются также и сферические, спиралевидные и нитевидные митохондрии. Число органелл не является постоянным. Так, в клетках печени их количество достигает 1000, а в ооцитах превышает отметку в 300 000.
Митохондрии присутствуют не только у животных, но и у растений. Однако в растительных клетках их количество существенно меньше. Выяснив, что собой представляет органелла в биологии, можно выяснить, каково ее внутреннее устройство и функции.
Внутреннее строение
Все митохондрии вне зависимости от размера и формы имеют одинаковое строение. Внутреннее пространство клетки отделено от внешнего двумя мембранами. Наружная оболочка отличается ровной поверхностью и не имеет никаких выступов. При этом ее толщина составляет около 7 нм. Между внешней и внутренней оболочками находится межмембранное пространство.
Внутренняя мембрана ограничивает содержимое органеллы, называемое матрикс (митоплазма). Также эта оболочка образует наросты в форме гребешков. Они носят название кристы и состоят из липидов, а также протеинов. При этом их количество зависит от типа клетки, в которых расположены митохондрии. Так, в клетках сердечного мускула содержится в 3 раза больше наростов в сравнении с клеточными структурами печени.
Кристы направлены в сторону матрикса, но при этом не перегораживают полностью органеллу. От типа клеток зависит и ориентация мембранных наростов:
- в клетках сердца кристы имеют продольное расположение;
- в клеточных структурах печени и почек ориентированы в перпендикулярном направлении.
Также следует заметить, что у высших животных и растений они имеют форму трубок. Матрикс отличается гомогенным (однородным) строением. Именно в митоплазме расположены рибосомы и ДНК. При этом последние макромолекулы объединены в небольшие клубки.
Таким образом, для более быстрого усвоения информации можно составить таблицу с основными элементами органеллы и их особенностями:
| Элемент | Функции |
| Внешняя оболочка | Осуществляет доставку веществ в матрикс и защищает митоплазму. |
| Кристы | Здесь протекает второй этап дыхания, а также реакции окисления водорода и производства 36 молекул АТФ. |
| Матрикс | Осуществляется первый этап дыхания и синтез двух молекул аденозинтрифосфата. |
Основные функции
Митохондрия выполняет в организме важнейшую функцию — производит АТФ или аденозинтрифосфат. Это вещество является мощным источником энергии для клеток. Оно получается в ходе реакции фосфорилирования АДФ, а также окисления углеводов и жирных кислот. Производство аденозинтрифосфата проходит в матриксе. Однако начальный этап этого процесса протекает вне митохондрий и называется гликолиз.
Сначала глюкоза конвертируется в пируват, который затем доставляется в митохондрии. Процесс окисления жирных кислот более простой, так как исходное вещество, используемое для синтеза АТФ, сразу поступает в органеллу.
Также органелла выполняет еще несколько функций:
- сигнальную;
- принимает участие в метаболизме воды;
- обмен и депонирование кальция.
Увеличение числа органелл
Количество органелл может увеличиваться. Это происходит после деления клетки либо при увеличении нагрузки на нее. Также следует заметить, что в организме протекает постоянный процесс обновления органелл. Жизненный цикл митохондрий зависит от типа клетки. Например, в печени обновление наблюдается каждые десять дней.
Рост численности митохондрий протекает благодаря делению. Впервые такое предположение было высказано еще в 1893 году. Затем с развитием науки ученые подтвердили существующую теорию. Во время исследований было установлено, что сначала органеллы увеличиваются в размерах. Затем наиболее длинные перетягиваются. Кроме того, органеллы могут объединяться, сливаясь воедино. После этого они размножаются по принципу митохондрия от митохондрии.
Это не самая простая тема, если постараться вникнуть глубоко в ее суть. Однако обычному человеку достаточно познакомиться с ней кратко, чтобы иметь общее представление о строении и функционале органеллы. Если необходимо написать доклад по теме, то в него обязательно нужно добавить рисунок с подписями. В результате все станет понятно значительно быстрее.
