4.5. Будова і функції напівавтономних структур клітини: мітохондрій і пластид
Мітохондрії (від гр. Mitos - «нитка», chondrion - «зернятко, крупинка») - це постійні мембранні органели округлої або палочковидной (нерідко ветвящейся) форми. Товщини - 0,5 мкм, довжина - 5-7 мкм. Кількість мітохондрій в більшості тварин клітин - 150-1500; в жіночих яйцеклітинах - до декількох сотень тисяч, в сперматозоїдах - одна спіральна мітохондрія, закручена навколо осьової частини джгутика.
Основні функції мітохондрій:
1) грають роль енергетичних станцій клеткок. У них протікають процеси окисного фосфорилювання (ферментативного окислення різних речовин з подальшим накопиченням енергії у вигляді молекул аденозинтрифосфату - АТФ);
2) зберігають спадковий матеріал у вигляді мітохондріаль-ної ДНК. Мітохондрії для своєї роботи потребують білків, закодованих в генах ядерної ДНК, так як власна мітохондріальна ДНК може забезпечити мітохондрії лише декількома білками.
Побічні функції - участь в синтезі стероїдних гормонів, деяких амінокислот (наприклад, глютамінової). будова мітохондрій
Мітохондрія має дві мембрани: зовнішню (гладку) і внутрішню (утворить вирости - листоподібні (Крісті) і трубчасті (Тубуль)). Мембрани розрізняються за хімічним складом, набору ферментів і функцій.
У мітохондрій внутрішнім вмістом є матрік - колоїдне речовина, в якому за допомогою електронного мікроскопа були виявлені зерна діаметром 20-30 нм (вони накопичують іони кальцію і магнію, запаси поживних речовин, наприклад, глікогену).
У матриксі розміщується апарат біосинтезу білка органели: 2-6 копій кільцевої ДНК, позбавленої гістонових білків (як у прокаріотів), рибосоми, набір т-РНК, ферменти редуплікації, транскрипції, трансляції спадкової інформації. Цей апарат в цілому дуже схожий на такий у прокаріот (за кількістю, структурою і розмірами рибосом, організації власного спадкового апарату і ін.), Що служить підтвердженням симбиотической концепції походження еукаріотичної клітини.
У здійсненні енергетичної функції мітохондрій беруть активну участь як матрикс, так і поверхню внутрішньої мембрани, на якій розташована ланцюг перенесення електронів (цитохром-ми) і АТФ-синтаза, що каталізує поєднане з окисленням фосфорилювання АДФ, що перетворює його в АТФ.
Мітохондрії розмножуються шляхом перешнуровкі, тому при діленні клітин вони більш-менш рівномірно розподіляються між дочірніми клітинами. Так, між мітохондріями клітин послідовних генерацій здійснюється спадкоємність.
Таким чином, мітохондрій властива відносна автономність всередині клітини (на відміну від інших органоїдів). Вони виникають при розподілі материнських мітохондрій, мають власну ДНК, яка відрізняється від ядерної системою синтезу білка і акумулювання енергії.
Це напівавтономні структури (можуть існувати щодо автономно від ядерної ДНК клітини), які присутні в рослинних клітинах. Вони утворюються з пропластид, які є у зародка рослини. Відмежовані двома мембранами.
Виділяють три групи пластид:
1) лейкопласт. Мають округлу форму, не пофарбовані і містять поживні речовини (крохмаль);
2) хромопласти. Містять молекули барвників і присутні в клітинах забарвлених органів рослин (плодах вишні, абрикоса, помідорів);
3) хлоропласти. Це пластиди зелених частин рослини (листя, стебел). За будовою вони багато в чому схожі з мітохондріями тварин клітин. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня має вирости - ламелосоми, які закінчуються потовщеннями - тилакоїди, що містять хлорофіл. В стромі (рідкої частини хлоропласта) містяться кільцева молекула ДНК, рибосоми, запасні поживні речовини (зерна крохмалю, краплі жиру).