Локализация митохондрий в цитозоле разных типах клеток

Митохондрии

Митохондрии - это органеллы размером с бактерию (около 1*2 мкм). Они представляют собой окруженные двойной мембраной органеллы, специализирующиеся на синтезе АТФ (рис. 5). В среднем на клетку приходится примерно 2000 митохондрий, общий объем которых составляет до 25% от объема клетки. Количество митохондрий в клетке зависит от ее функции и размеров - например, в гепатоците содержится примерно 800 митохондрий, в ооците человека - около 100000 митохондрий, а в сперматозоиде - всего несколько.

Митохондрии не имеют строго фиксированной формы, размера и локализации в клетке, которые могут различаться у разных типов клеток. Так, например, у гепатоцитов и фибробластов митохондрии вытянутые, а размер их составляет 3-4 m в длину и 1 m в ширину.

Локализация митохондрий в цитозоле разных типах клеток

В больших и ассиметричных клетках митохондрии обычно сосредоточены в местах повышенного потребления АТФ. В сперматозоиде митохондрии собраны в спираль вокруг аксонемы (это осевая нить жгутика сперматозоида - сложноорганизованный цитоскелетный комплекс), что обеспечивает его движение.

В скелетных мышцах митохондрии образуют митохондриальный ретикулум – единую митохондриальную сеть. На уровне z-дисков миофибрилл располагаются гигантские разветвленные митохондрии (рис.2), которые окружают каждую миофибриллу и снабжают ее АТФ, необходимым для мышечного сокращения. Таким образом, получаются “пласты” или “этажи” митохондрий, повторяющиеся дважды на каждый саркомер. Между “этажами ” вдоль миофибрилл располагаются нитчатые митохондрии, соединяющие эти пласты. Тем самым создается трехмерная картина митохондриального ретикулума, проходящего через весь объем мышечного волокна.

Интересно, что в клетках сердечной мышцы обнаружены митохондрии двух типов: одни локализованы непосредственно под сарколеммой, а другие между миофибриллами (субсарколеммарные митохондриии окисляют субстраты в 1,5 раза эффективнее межмиофибриллярных). Эти митохондрии так же образуют сеть.

Рисунок 2. Распределение митохондрий в скелетных мышцах между саркомерами: м - митохондрия, ф - фибрилла, с - саркомер

Высоко регулярное распределение митохондрий также присуще поперечно-полосатым летательным мышцам насекомых. В палочковидной зрительной клетке (анализатор сетчатки) митохондрии сконцентрированы в протопласте ближе к выступающей в стекловидное тело глаза части клетки (рис.3).

В круглых дрожжевых клетках или в гаметах Chlamydomonas митохондрии распределены по периферии клеток, возможно для максимально эффективного доступа кислорода.

Таким образом, митохондрии локализуются в клетке в местах повышенного потребления АТФ, но способны перемещаться при изменении АТФ/АДФ градиента.