Teď už jste jistě pochopili alespoň jednu věc – budeme vyrábět fakta o každé součásti buňky – ať už jde o buňku živočišnou nebo rostlinnou. Již jsme se zabývali fakty o buněčné membráně a také fakty o cytoplazmě.

Nyní je čas přejít k dalším složkám buňky. Rozhodli jsme se tedy začít fakty o mitochondriích. Mitochondrie je populárně známá jako SILNICE buňky. Ale proč tomu tak je? Pojďme se to dozvědět!

Když samozřejmě odpovíme na tuto otázku, zamyslíme se také nad různými dalšími otázkami, které jsou s touto základní buněčnou organelou obvykle spojovány. Začněme…

Název Mitochondrie	Původem ze dvou řeckých slov – Mitos a Chondros. Mitos znamená vlákno a Chondros znamená granule
Barva	Hnědočervená – jediná část buňky, která je barevná
Velikost	0.5 mikronů až 1 mikron v živočišných buňkách
Přítomna v	Živočišných i rostlinných buňkách
Přítomna v	Všech eukaryotických buňkách
Genom	Mitochondrie má vlastní genom a DNA
mtDNA	Mitochondriální DNA je kruhová
Schopnost	Schopnost vlastního dělení v případě potřeby

1. Mitochondrie je organela přítomná uvnitř buňky. O jaký typ buňky se jedná? Je přítomna v každé eukaryotické buňce (eukaryotické buňky jsou ty, které mají jádro, na rozdíl od prokaryotických buněk, které jádro nemají). Mitochondrie má každá buňka v těle.

2. Uvnitř eukaryotické buňky se mitochondrie nachází v cytoplazmě. Jedna věc, kterou byste měli vědět, je, že výraz „Mitochondrie“ je ve skutečnosti v množném čísle. Jednotné číslo se nazývá ‚Mitochondrie‘.

3. To nás přivádí k velmi důležité otázce. Kolik mitochondrií se nachází v buňce? No, počet se liší. Počet mitochondrií přítomných v buňce je dán dvěma faktory – typem daného organismu a typem příslušné tkáně.

4. Například složité organismy budou mít v buňce více mitochondrií než organismy méně složité. Tkáň v těle organismu bude opět určovat i počet mitochondrií přítomných v každé buňce dané tkáně. Není vám to jasné? Čtěte dál…

5. Mitochondrie jsou známé jako elektrárny buněk. Vyrábějí energii, kterou buňka potřebuje k vykonávání svých funkcí. Pokud je tedy tkáň určena k rozsáhlé práci (například svalové tkáně u lidí), buňky v této tkáni budou mít více mitochondrií. Kolik mitochondrií se tedy v buňce nachází? Může jich být od jediné mitochondrie v buňce až po několik tisíc mitochondrií v jedné buňce.

Zajímavá fakta o mitochondriích: 6-10 | Struktura mitochondrií

6. Pokud jde o strukturu mitochondrií, tyto organely mají složitou strukturu. Pokud chcete znát tvar a velikost mitochondrií, nikdo vám nedá správnou odpověď. Mitochondrie se totiž mohou výrazně lišit jak tvarem, tak velikostí.

7. Obecně však mají mitochondrie zhruba oválný tvar. Je však zajímavé vědět, že bez ohledu na tvar a velikost zůstává celkové složení organely stejné. Každá mitochondrie má dvojitou membránu.

8. První vrstva membrány – obvykle označovaná jako vnější membrána – je ochranná vrstva, která chrání vnitřnosti mitochondrie. Ať už má mitochondrie vzhled kulaté skvrny, nebo má tvar dlouhé tyče, vnější membrána tam bude. Tato vnější membrána je hladká.

9. Uvnitř vnější membrány se nachází další membrána, která se nazývá vnitřní membrána. Tato vnitřní membrána je jedinečná v tom smyslu, že se nenachází v jiných buněčných organelách. A opět je vnitřní membrána zvrásněná a složená. Ve skutečnosti se několikrát přehne!

10. Ale proč jsou tyto záhyby vůbec přítomny? Proč nemůže být vnitřní membrána hladká jako vnější membrána? Výborná otázka! Zde je vaše odpověď:

Zajímavá fakta o mitochondriích: 11-15 | Struktura mitochondrií

11. V čem spočívá potřeba zvětšení povrchu? Představte si svou třídu. Co se stane, když se velikost učebny zmenší? Do třídy se vejde menší počet žáků. Záhyby vnitřní membrány zvětšují povrch a poskytují více prostoru pro chemické reakce.

12. Jaké jsou možnosti zvětšení povrchu? To znamená, že může probíhat více chemických reakcí. Kdyby byla vnitřní membrána hladká, počet chemických reakcí, které by mohly proběhnout, by se výrazně snížil, protože by byla k dispozici menší plocha povrchu. V této souvislosti je třeba říci, že na vnitřní membráně probíhá mnoho chemických reakcí.

13. Jaké chemické reakce probíhají na vnitřní membráně? Dále se uvnitř mitochondrie nacházejí kristy. Co to vlastně je? Nejsou ničím jiným než záhyby, které vytváří vnitřní membrána mitochondrie. Tyto Cristae ve skutečnosti zvětšují povrch.

14. Mezi vnější a vnitřní membránou je prostor. Tento prostor je známý jako mezimembránový prostor.

15. Prostor mezi vnitřní membránou je vyplněn tekutinou. Tato tekutina se nazývá matrix. Většina proteinů, které se nacházejí uvnitř mitochondrie, je přítomna v Matrix. Takže ne, Matrix není film. Matrix je tvořena vodou a enzymy (v podstatě proteiny).

Může se vám také líbit: Zajímavá fakta o mitochondriích: 20 úžasných faktů o buňkách pro vás

Zajímavá fakta o mitochondriích: 16-20 | Funkce mitochondrií

16. Mitochondrie vytvářejí energii, kterou buňky využívají k plnění všech funkcí. To v podstatě znamená, že vše, co organismus dělá, dělá díky energii, kterou produkují mitochondrie. To je důvod, proč se mitochondriím říká elektrárny buněk

17. Jak se tato energie vyrábí? Potrava, kterou organismy přijímají, obsahuje chemickou energii, kterou je třeba přeměnit na využitelnou energii. To je úkolem mitochondrií. Sacharidy (glukóza) a mastné kyseliny, které organismy (jako jsme my) konzumují, se v mitochondriích přeměňují na chemickou energii.

18. Mitochondrie jsou schopny produkovat energii. Sacharidy, které organismy spotřebují, se nejprve rozloží na tzv. pyruvát. K tomu dochází mimo mitochondrie. Právě tento pyruvát pak vstupuje dovnitř mitochondrie. Naproti tomu mastné kyseliny vstupují do mitochondrií přímo

19. Po vstupu do mitochondrie se pyruvát a mastné kyseliny přemění na acetyl-CoA. Acetyl-CoA je typ molekuly, kterou organely (mitochondrie) vyrábějí pomocí enzymů přítomných v matrici.

20. Jakmile je acetyl-CoA vyroben, stává se výchozím bodem pro druhý typ chemické reakce, která je známá jako „cyklus kyseliny citronové“. Jiný název tohoto druhého typu chemické reakce je „Krebsův cyklus“.

Musí se vám také líbit: Zajímavá fakta o mitochondriích: 20 fascinujících faktů o buňkách, které musíte znát

Zajímavá fakta o mitochondriích: 21-25 | Funkce mitochondrií

21. V Krebsově cyklu cyklu kyseliny citronové se přítomné atomy uhlíku acetyl-CoA používají k výrobě CO2 (oxidu uhličitého) prostřednictvím oxidativního metabolismu (tj. metabolismu za použití kyslíku). CO2 je odpadní produkt, a proto se uvolňuje ven z buňky. Nejdůležitější věc, kterou tento Krebsův cyklus dělá, je, že produkuje elektrony s velmi vysokou energií.

22. Vysokoenergetické elektrony pak redukují dva enzymy zvané NAD+ a FAD a přeměňují je na NADH a FADH2, což jsou také enzymy. Zde je třeba poznamenat, že NAD+ a NADH jsou koenzymy. Podobně i FAD a FADH2 jsou koenzymy. Nazývají se koenzymy, protože první z nich je oxidovaná forma, zatímco druhý je redukovaná forma. NAD+ a FAD jsou tedy oxidované formy, zatímco NADH a FADH2 jsou redukované formy.

23. Nosné enzymy (redukované formy, tedy NADH a FADH2) jsou pak transportovány z matrix mitochondrie do vnitřní membrány mitochondrie. Jakmile dosáhnou vnitřní membrány, spustí se třetí chemická reakce. Tato chemická reakce se nazývá oxidativní fosforylace.

24. Při oxidativní fosforylaci odevzdávají nosné enzymy elektrony. Jakmile odevzdají elektrony s vysokou energií, vrátí se do svého oxidačního stavu, tedy NAD+ a FAD. Uvolněné elektrony pak procházejí elektronovým transportním řetězcem (přítomným ve vnitřní membráně mitochondrie) a jdou ke kyslíku (který je konečným receptorem elektronů)

25. Nyní se uvnitř elektronově-transportního řetězce nachází několik akceptorů elektronů. Tyto akceptorové molekuly postupně zbavují vysokoenergetické elektrony jejich energie, což se nazývá řízené uvolňování volné energie.

Může se vám také líbit: Zajímavá fakta o mitochondriích: 25 úžasných faktů o buněčných membránách

Zajímavá fakta o mitochondriích: 26-30 | Funkce mitochondrií

26. Když elektrony s vysokou energií procházejí řetězcem pro přenos elektronů a ztrácejí energii, vytvářejí přes vnitřní membránu mitochondrie tzv. elektrochemický gradient

27. Právě tento elektrochemický gradient poskytuje veškerou energii (zbavenou elektronů) pro výrobu adinosintrifosfátu (ATP). Molekuly ATP jsou v podstatě energetické molekuly, které jsou využívány buňkami.

28. Energie v elektrochemickém gradientu se využívá k přeměně adinosin difosfátu (organická sloučenina) a Pi (anorganický fosfát) na ATP (organická sloučenina).

29. Tato přeměna z ADP + Pi na ATP ve skutečnosti využívá 5 různých enzymových komplexů respiračního řetězce (které tvoří elektron-transportní řetězec). Z těchto 5 komplexů slouží první 4 k transportu elektronů až k molekulárnímu kyslíku, který organismy vdechují. Poslední komplex (tedy 5. komplex) je ten, který přeměňuje ADP + Pi na ATP. Zajímá vás, jak se těchto 5 komplexů jmenuje? Jsou známy jako:

• Komplex I (NADH dehydrogenáza)
• Komplex II (sukcinát dehydrogenáza)
• Komplex III (cytochrom-c reduktáza)
• Komplex IV (cytochrom-c oxidáza)
• Komplex V (ATP syntáza)

30. Další funkcí mitochondrií je kontrola koncentrace vápenatých iontů (Ca2+) v buňkách. Za tímto účelem musí mitochondrie a endoplazmatické retikulum velmi úzce spolupracovat při omezování množství vápníku v cytosolu. Mezi další funkce mitochondrií patří:

• Řídí buněčný cyklus.
• Řídí růst buněk.
• Podílejí se na signalizaci.
• Podílejí se také na diferenciaci buněk.
• Podílejí se na procesu buněčné smrti.

Může se vám také líbit: 15 faktů o kyslíku, které musíte znát – osvěžte si své znalosti

Zajímavá fakta o mitochondriích: 31-35 | DNA mitochondrií

31. Zde je pro vás jeden z nejvíce matoucích faktů o mitochondriích! Mitochondrie mají svou vlastní DNA, která je oddělená od DNA organismu, v jehož buňkách se mitochondrie nacházejí. Mají také vlastní ribozomy!

32. DNA mitochondrií spolu s ribozomy se nachází v matrici mitochondrií.

33. Mitochondriální DNA neboli mtDNA je zodpovědná za syntézu bílkovin pro vlastní potřebu bez použití jiných složek buněk. MtDNA je kruhové vlákno.

34. Právě toto kruhové vlákno DNA mitochondrií jim umožňuje rychlé dělení tím, že se nejprve zvětšují a pak se dělí, čímž se zvyšuje počet mitochondrií v buňce. K tomu dochází, když buňky potřebují více energie. V případě, že se energetická potřeba buněk sníží, přebytečné mitochondrie jednoduše odumřou.

35. Přítomnost samostatné mitochondriální DNA neboli mtDNA vedla mnoho vědců k domněnce, že mitochondrie jsou samostatné symbiotické bakterie, které žijí uvnitř buněk. Ve skutečnosti je mitochondriální genom velmi podobný genomu bakterií.

Může se vám také líbit:

Zajímavá fakta o mitochondriích: Zajímavá fakta o mitochondriích

36. Mnoho vědců tvrdí, že mitochondrie jsou endosymbionti. Co to znamená? Tato teorie říká, že před mnoha miliony let, kdy se na Zemi poprvé vyvinul život, zde nebyl kyslík. První organismy tedy používaly anaerobní dýchání. Nebyly efektivní v produkci ATP.

37. O několik milionů let později se objevily rostliny a stromy, které vyráběly kyslík. Tehdy vznikly primitivní eukaryotické buňky s aerobním dýcháním. Byly efektivní v produkci ATP. Tyto eukaryotické buňky pak pohltily jiné hostitelské eukaryotické buňky, které byly závislé na anaerobním dýchání.

38. Místo toho, aby hostitelské buňky tyto nové druhy eukaryotických buněk schopných aerobního dýchání strávily, učinily z nich své stálé členy a navázaly symbiotický vztah, v němž spolknuté buňky velmi efektivně produkovaly ATP a umožnily tak hostitelským buňkám ATP využívat. Na oplátku hostitelské buňky poskytovaly spolknutým buňkám stálý zdroj potravy (bílkoviny kódované v jádře pomocí genů a poté syntetizované v cytosolu, které jsou nakonec posílány do mitochondrií).

39. Spermie mají mitochondrie odpovědné za pohyblivost spermií. Jakmile však spermie oplodní vaječné buňky, jsou mitochondrie spermie zničeny. To znamená, že mtDNA, která se nachází u potomků, ve skutečnosti pochází z matčiny strany. Ve velmi vzácných případech se do potomstva dostane mtDNA od muže.

40. Mitochondrie mají hnědočervenou barvu. V případě, že by v lidské kůži chyběl melanin, měli by lidé barvu mitochondrií, protože jedinou barevnou částí přítomnou v buňce jsou mitochondrie.

Může se vám také líbit: 50 zajímavých faktů o lidské kůži