Митохондрия, как полуавтономный органоид

Митохондрия – полуавтономный оргоноид. Митохондрии увеличиваются в количестве при делении клеток, при увеличении функциональной активности и нагружки клетки. Увеличение их количества происходути путем роста и деления материнских митохондрий. Делятся митохондрии путем перетяжки, или отпочковывания, или возникновения дочерних митохондрий внутри материнских.

В матриксе митохондрий содержится собственная генетическая система, необходимая для процессов воспроизведения. Это митохондриальная ДНК, митохондриальные рибосомы. Эти структуры била обнаружены в 1963 году. Митохондриальная ДНК имеет кольцевую природу. У млекопитающих имеет молекулярную массу примерно 11000000, а у растений даже больше. Известно, что все митохондрии содержат несколько копий своего генома. От одной копии до десяти. Гистонов нет, линейная длина молекулы варьирует от 5 до 30 мкм. Из нуклеотидных оснований преимущественно гуанин и цитозин.

Рибосомы вариабельны, с константой седиментации 55 – 75 s. В 1981 году была расшифрована нуклеотидная последовательность митохондриального генома человека. Было показано, что в митохондриях человека содержится 2 гена рРНК, 22 гена тРНК и 13 генов, которые кодируют белки. Репликация и транскрипция происходят в матриксе митохондрий и в этих процессах преобладает контроль со стороны ядерного генома. Делению или репродуцкии митохондрий обязательно предшествует репликация митохондриальной ДНК. И этот процесс происходит независимо от репликации ядерной ДНК. Но обычно тогда, когда уже ядерная ДНК вся реплицировалась.

Происхождение и эволюцию митохондрий объясняют с позиции эндосимбиотической гипотезы. И эта же самая гипотеза представляет современные митохондрии прямыми потомками бактериального симбионта. Это особая группа фотосинтезирующих бактерий, которые утратили, внедрившись в организм хозяина, способность к фотосинтезу, но сохранили дыхательную функцию. Эти пурпурные бактерии, внедрившись в другую эукариотическую клетку, укоренились к ней. Все им там понравилось.

Последние наблюдения цитологов после расшифровки генома показали, что митохондрии эволюционировали вместе со всеми эукариотами от одного общего предка. Эволюционно, митохондриальный и ядерная компоненты эукариот возникли одновременно. Окончательно оформились в новую теорию в начале 21 века.

Функции митохондрии:

1) Энергетическая. Ситнез АТФ и обеспечение клеток энергией в результате клеточного дыхания.

2) Депо ионов кальция. Излишки кальция в виде ионов накачиваются в митохондрию за счет мембранного потенциала и большая часть этих ионов осаждается в матриксе митохондрий в витде фосфата кальция.

3) Место накопления включений и отложения в запас некоторых обменных веществ.

Период жизни митохондрий короток. У человека они живут 9 суток. Более 10 суток митохондрии не живут, т.е., высокая степень обновления.