Mostanra legalább egy dolgot már biztosan megértettél – a sejt minden egyes alkotóeleméről – legyen az állati vagy növényi sejt – tényeket fogunk produkálni. A sejtmembránnal kapcsolatos tényekkel már foglalkoztunk, és a citoplazmával kapcsolatos tényekkel is.

Most itt az ideje, hogy áttérjünk a sejt egyéb összetevőire. Ezért úgy döntöttünk, hogy a mitokondriumok tényeivel kezdjük. A mitokondrium a köznyelvben a sejt ERŐHÁZA néven ismert. De miért is? Derítsük ki!

Míg nyilvánvalóan erre a kérdésre fogunk válaszolni, elgondolkodunk különböző más kérdéseken is, amelyek általában ezzel az alapvető sejtorganellával kapcsolatosak. Kezdjük…

Név Mitokondrium	A két görög szóból – Mitos és Chondros – ered. Mitos jelentése szál, Chondros pedig szemcsét jelent
Szín	Barna-piros – a sejt egyetlen színes része
Méret	0.5 mikron és 1 mikron között az állati sejtekben
Előfordul	Mind az állati, mind a növényi sejtekben
Előfordul	Minden eukarióta sejtben
Genom	A mitokondriumnak saját genomja és DNS-e van
mtDNS	A mitokondriális DNS körkörös
Képesség	Képes az önosztódásra, ha szükséges

1. A mitokondrium a sejt belsejében jelenlévő organellum. Milyen típusú sejt? Minden egyes eukarióta sejtben jelen van (eukarióta sejtek azok, amelyeknek van sejtmagjuk, szemben a prokarióta sejtekkel, amelyeknek nincs sejtmagjuk). A szervezet minden sejtjében van mitokondrium.

2. Egy eukarióta sejt belsejében a mitokondrium a citoplazmában található. Egy dolgot kell tudnod, hogy a “mitokondriumok” kifejezés valójában többes számban szerepel. Az egyes számot ‘Mitokondriumnak’ hívják.

3. Ezzel eljutottunk egy nagyon fontos kérdéshez. Hány mitokondrium van jelen egy sejtben? Nos, a számuk változó. A sejtben lévő mitokondriumok számát két tényező határozza meg: az adott szervezet típusa és az érintett szövet típusa.

4. Például az összetett szervezetekben több mitokondrium található egy sejtben, mint a kevésbé összetett szervezetekben. Ismét egy szervezet testében lévő szövet határozza meg a szövet egyes sejtjeiben jelen lévő mitokondriumok számát is. Nem világos? Olvasson tovább…

5. A mitokondriumok a sejtek erőműveiként ismertek. Ők állítják elő az energiát, amelyre a sejtnek szüksége van a sejt funkcióinak ellátásához. Tehát, ha egy szövetet úgy terveztek, hogy kiterjedt munkát végezzen (mint például az emberi izomszövetek), akkor a szövet sejtjei több mitokondriummal rendelkeznek. Hány mitokondrium van tehát egy sejtben? A számuk lehet olyan kicsi, mint egyetlen mitokondrium egy sejtben, de akár több ezer mitokondrium is lehet egyetlen sejtben.

Érdekes mitokondriumi tények: 6-10 | A mitokondriumok szerkezete

6. A mitokondriumok szerkezetére térve, ezek a szerveztek összetett felépítésűek. Ha a mitokondriumok alakjára és méretére vagyunk kíváncsiak, senki sem tud megfelelő választ adni. Ennek az az oka, hogy a mitokondriumok mind alakjuk, mind méretük tekintetében jelentősen eltérhetnek egymástól.

7. Általában azonban a mitokondriumok nagyjából ovális alakúak. Érdekes azonban tudni, hogy az alaktól és a mérettől függetlenül a szerv sejtek általános felépítése ugyanaz marad. Minden egyes mitokondrium kettős membránnal rendelkezik.

8. Az első membránréteg – amelyet általában külső membránnak neveznek – az a védőréteg, amely a mitokondrium belsejét védi. Akár kerek pacalszerű megjelenésű, akár hosszú rúd alakú a mitokondrium, a külső membrán ott lesz. Ez a külső membrán sima.

9. A külső membránon belül van egy másik membrán, amelyet belső membránnak nevezünk. Ez a belső membrán abban az értelemben egyedi, hogy más sejtorganellákban nincs jelen. És ismét, a belső membrán ráncos és hajtogatott. Valójában többszörösen összecsukódik!

10. De miért vannak egyáltalán jelen ezek a redők? Miért nem lehet a belső membrán sima, mint a külső membrán? Kitűnő kérdés! Itt a válasz: A redők azért vannak kialakítva, hogy növeljék a felületet.

Érdekes mitokondriumi tények: 11-15 | A mitokondriumok szerkezete

11. Miért van szükség a felület növelésére? Képzeld el az osztályodat. Mi történik, ha az osztályterem mérete csökken? Kevesebb tanuló fér el az osztályban. A belső membrán redői növelik a felületet, és több helyet biztosítanak a kémiai reakcióknak.

12. Ez azt jelenti, hogy több kémiai reakcióra kerülhet sor. Ha a belső membrán sima lenne, a lejátszódó kémiai reakciók száma jelentősen csökkent volna, mivel kevesebb felület állna rendelkezésre. Ebben az összefüggésben azt kell mondanunk, hogy a belső membránon sok kémiai reakció zajlik.

13. Aztán ott vannak a mitokondrium belsejében a kriszták. Mik is azok valójában? Nem mások, mint azok a redők, amelyeket a mitokondriumok belső membránja készít. Ezek a Cristae-k valójában a felületet növelik.

14. A külső és a belső membrán között van egy tér. Ezt a teret intermembrán térnek nevezzük.

15. A belső membrán közötti teret folyadék tölti ki. Ezt a folyadékot mátrixnak nevezzük. A mitokondrium belsejében található fehérjék többsége a mátrixban van jelen. Tehát nem, a Mátrix nem egy film. A Mátrix vízből és enzimekből (alapvetően fehérjékből) áll.

You May Also Like: 20 félelmetes tény a sejtekről

Érdekes tényeket a mitokondriumokról: 16-20 | A mitokondriumok működése

16. A mitokondrium energiát termel, amelyet a sejtek minden funkció elvégzésére használnak. Ez alapvetően azt jelenti, hogy minden, amit egy szervezet tesz, a mitokondriumok által termelt energia miatt történik. Ez az oka annak, hogy a mitokondriumokat a sejtek erőműveinek nevezik.

17. Hogyan keletkezik ez az energia? Az élőlények által elfogyasztott táplálék kémiai energiát tartalmaz, amelyet hasznosítható energiává kell alakítani. Ez a mitokondriumok feladata. A szénhidrátokat (glükóz) és a zsírsavakat, amelyeket az élőlények (például mi magunk is) elfogyasztanak, a mitokondriumok alakítják át kémiai energiává.

18. Az organizmusok által elfogyasztott szénhidrátot először úgynevezett piruváttá bontják. Ez a mitokondriumokon kívül történik. Ez a piruvát az, ami ezután a mitokondriumok belsejébe kerül. A zsírsavak viszont közvetlenül a mitokondriumokba jutnak be.

19. A mitokondrium belsejében a piruvát és a zsírsavak acetil-CoA-vá alakulnak át. Az acetil-CoA egy olyan molekulatípus, amelyet az organellum (mitokondrium) állít elő a mátrixban található enzimek segítségével.

20. Miután az acetil-CoA létrejött, egy második típusú kémiai reakció kiindulópontjává válik, amelyet “citromsavciklusnak” neveznek. Ennek a második típusú kémiai reakciónak a másik neve ‘Krebs-ciklus’.

Ez is tetszhet: Mitokondriumok: 20 lenyűgöző sejtes tény, amit tudnod kell

Érdekes mitokondriumi tények: A mitokondriumok funkciója

21. A citromsavciklus Krebs-ciklusában a jelen lévő acetil-CoA szénatomokat oxidatív anyagcsere (azaz oxigénnel történő anyagcsere) révén CO2 (szén-dioxid) előállítására használják fel. A CO2 hulladéktermék, és ezért távozik a sejtből. A legfontosabb dolog, amit ez a Krebs-ciklus tesz, hogy nagyon nagy energiájú elektronokat termel.

22. A nagy energiájú elektronok ezután két NAD+ és FAD nevű enzimet redukálnak, és NADH-vá és FADH2-vá alakítják őket, amelyek szintén enzimek. Itt meg kell jegyezni, hogy a NAD+ és a NADH koenzimek. Hasonlóképpen a FAD és a FADH2 is koenzimek. Azért nevezzük őket koenzimeknek, mert az előbbi az oxidált, míg az utóbbi a redukált forma. Tehát a NAD+ és a FAD oxidált formák, míg a NADH és a FADH2 redukált formák.

23. A hordozó enzimek (a redukált formák, azaz a NADH és a FADH2) ezután a mitokondriumok mátrixából a mitokondriumok belső membránjába kerülnek. Amint elérik a belső membránt, egy harmadik kémiai reakció indul meg. Ezt a kémiai reakciót nevezzük oxidatív foszforilációnak.

24. Az oxidatív foszforiláció során a hordozó enzimek leadják az elektronokat. Miután lemondtak a nagy energiájú elektronokról, visszatérnek oxidatív állapotukba, azaz a NAD+ és a FAD állapotába. A felszabaduló elektronok ezután áthaladnak az elektron-transzportláncon (amely a mitokondrium belső membránjában van jelen), és az oxigénhez jutnak (amely a végső elektronfelvevő).

25. Nos, az elektron-transzportlánc belsejében több elektronakceptor található. Ezek az akceptor molekulák fokozatosan megfosztják a nagy energiájú elektronokat energiájuktól, amit a szabad energia szabályozott felszabadításának nevezünk.

Ez is tetszhet: Érdekes mitokondriumok: 25 elképesztő sejtmembrán tény

Érdekes mitokondriumi tények: A mitokondriumok funkciója

26. Amikor a nagy energiájú elektronok áthaladnak az elektrontranszportláncon és energiát veszítenek, úgynevezett “elektrokémiai gradienst” hoznak létre a mitokondrium belső membránján keresztül.

27. Ez az elektrokémiai gradiens az, amely az összes (elektronoktól megfosztott) energiát biztosítja az adinozin-trifoszfát (ATP) előállításához. Az ATP-molekulák alapvetően a sejtek által felhasznált energiamolekulák.

28. Az elektrokémiai gradiens energiáját az adinozin-difoszfát (szerves vegyület) és a Pi (szervetlen foszfát) ATP-vé (szerves vegyület) történő átalakítására használják.

29. Ez az ADP + Pi-ből ATP-vé történő átalakítás valójában 5 különböző légzési láncú enzimkomplexet használ (amelyek az elektrontranszportláncot alkotják). Ebből az 5 komplexből az első 4 az elektronok szállítására szolgál egészen a molekuláris oxigénig, amelyet az organizmusok belélegeznek. Az utolsó komplex (azaz az 5. komplex) az, amely az ADP + Pi-t ATP-vé alakítja. Kíváncsi vagy, hogy mi a neve ennek az 5 komplexnek? Ezek a következők:

• Komplex I (NADH-dehidrogenáz)
• Komplex II (szukcinát-dehidrogenáz)
• Komplex III (citokróm-c reduktáz)
• Komplex IV (citokróm-c oxidáz)
• Komplex V (ATP-szintáz)

30. A mitokondriumok egy másik funkciója a kalciumion (Ca2+) koncentrációjának szabályozása a sejtekben. Ehhez a mitokondriumoknak és az endoplazmatikus retikulumnak nagyon szorosan együtt kell működniük a citoszolban lévő kalcium mennyiségének korlátozása érdekében. A mitokondriumok egyéb funkciói közé tartoznak:

• Kontrollálják a sejtciklust.
• Kontrollálják a sejtnövekedést.
• Részt vesznek a jelátvitelben.
• A sejtdifferenciálódásban is részt vesznek.
• A sejthalál folyamatában is részt vesznek.

Ez is tetszhet: 15 oxigén tény, amit tudnod kell – Frissítsd fel a tudásod

Érdekes mitokondriumok tényei: A mitokondriumok DNS-e

31. Íme az egyik legzavarba ejtőbb mitokondriumi tény az Ön számára! A mitokondriumoknak saját DNS-ük van, amely elkülönül annak a szervezetnek a DNS-étől, amelynek sejtjeiben a mitokondriumok találhatók. Saját riboszómákkal is rendelkeznek!

32. A mitokondriumok DNS-e a riboszómákkal együtt a mitokondriumok mátrixában van jelen.

33. A mitokondriális DNS vagy mtDNS felelős a fehérjék szintéziséért saját felhasználásra, a sejtek más összetevőinek felhasználása nélkül. Az mtDNS egy körkörös szál.

34. A mitokondriumoknak ez a körkörös DNS-szála teszi lehetővé, hogy gyorsan osztódjanak, először nagyobbra nőve, majd osztódva növelik a sejtben lévő mitokondriumok számát. Ez akkor történik, amikor a sejteknek több energiára van szükségük. Abban az esetben, ha a sejtek energiaigénye csökken, a felesleges mitokondriumok egyszerűen elpusztulnak.

35. A különálló mitokondriális DNS vagy mtDNS jelenléte sok tudóst arra engedett következtetni, hogy a mitokondriumok különálló szimbiózisban élő baktériumok, amelyek a sejtek belsejében élnek. Ami azt illeti, a mitokondriális genom nagyon hasonlít a baktériumok genomjához.

Ez is tetszhet:

Érdekes mitokondriumi tények: 25 érdekes DNS tény

Érdekes mitokondriumi tények: 36-40 | Mitokondriumok érdekességek

36. Sok tudós szerint a mitokondriumok endoszimbionták. Ez mit jelent? Az elmélet szerint sok millió évvel ezelőtt, amikor az élet először alakult ki a Földön, nem volt oxigén. Így az első organizmusok anaerob légzést használtak. Nem voltak hatékonyak az ATP-termelésben.

37. Néhány millió évvel később megjelentek a növények és a fák, és oxigént termeltek. Ekkor jöttek létre az aerob légzéssel rendelkező primitív eukarióta sejtek. Hatékonyak voltak az ATP-termelésben. Ezeket az eukarióta sejteket aztán elnyelték más gazdasejtek, amelyek anaerob légzésre voltak utalva.

38. Ahelyett, hogy megemésztették volna ezeket az újfajta, aerob légzésre képes eukarióta sejteket, a gazdasejtek állandó tagokká tették őket, és szimbiózisba kezdtek, ahol a lenyelt sejtek nagyon hatékonyan termeltek ATP-t, lehetővé téve a gazdasejtek számára az ATP felhasználását. Cserébe a gazdasejtek állandó táplálékforrást (a sejtmagban a gének által kódolt, majd a citoszolban szintetizált fehérjéket, amelyeket végül a mitokondriumokba küldenek) biztosítottak a lenyelt sejtek számára.

39. A spermiumok mitokondriumai felelősek a spermiumok mozgékonyságáért. Azonban amint a spermium megtermékenyíti a petesejteket, a spermiumok mitokondriumai elpusztulnak. Ez azt jelenti, hogy az utódokban található mtDNS valójában az anya oldaláról származik. Nagyon ritka esetekben a hímtől származó mtDNS kerül az utódokba.

40. A mitokondriumok barnásvörös színűek. Abban az esetben, ha az emberi bőrből hiányzott volna a melanin, az embereknek a mitokondriumok színe lett volna, mert a sejtben csak a mitokondriumok vannak jelen színes részként.

Ez is tetszhet: 50 érdekes tény az emberi bőrről