Митохондриялар

Митохондриялар клетканың тыныс алу үрдісіне қатысып, клетканың басқа құрылымдары пайдалана алатын түрдегі энергия бөліп шығарады. Сондықтан, митохондрияны “клетканың энергетикалық бекеті” беп те атайды.

Митохондрияларда өздерін қайта құруға және ақуыздар синтезіне қажетті жеке генетикалық жүйенің бар болуы, оларды басқа органеллалардан ерекшелендіреді. Митохондрияларда ядроның ДНҚ, РНҚ, рибосомаларынан өзгеше өз ДНҚ, РНҚ  және рибосомалары бар. Митохондриялардың ДНҚ, РНҚ  және рибосомалары прокариоттардың ДНҚ, РНҚ  және рибосомаларына ұқсас келеді. Сондай-ақ, митохондрияның ДНҚ-ы бактериялардағы секілді сақиналы. Осыған байланысты митохондриялар симбиоз бактерияларынан пайда болған деген тұжырым туындады (Л. Маргулис, 1986).

Митохондриялар (сондай-ақ, хлоропластар) клеткада бинарлы бөліну арқылы көбейе алады, сондықтан да олар өз өздерін туындайтын органеллалар қатарына жатады. Олардың ДНҚ-ында болатын генетикалық ақпарат өздерін туындау үшін қажетті ақуыздармен толық қамтамасыз ете алмайды. Қажетті ақуыздардың қалғаны ядроның гендерімен кодталынып, митохондрияларға гиалоплазмадан түседі. Сол себепті, митохондриялар өздерін туындау жағынан жартылай автономды құрылым.

Адам баласы мен сүтқоректі жануарларда митохондриялар ұрықтану кезінде берілмейді, сондықтан митохондриялық геном анасынан беріледі. Бұл қасиет митохондриялардағы ДНҚ компоненттерінің кезектесулерін зерттеуде анасы жағынан гениалогиялық ұқсастықтарды табуда пайдаланылады.

Митохондриялардың мөлшері: ұзындығы 2-5 мкм, көлденеңі 0,5 — 1 мкм. Жарық микроскопының көмегімен қарағанда митохондриялардың пішіні сопақша жіп, майда дән, таяқша тәрізді, сирек жағдайда митохондриялар күрделі пішінді – гантель, табақша және бұтақша тәрізді болып келеді. Әрбір митохондрия екі – ішкі және сыртқы мембраналардан түзілген (19-сурет, I). Олардың арасында ені 10-20 нм мембранааралық кеңістік болады. Сыртқы мембранасы тегіс, ал ішкі мембранасы митохондрия қуысына бағытталған ұзындығы әр түрлі тарақтың жүзі тәрізді көптеген өскіншелер – кристер түзеді. Кристер митохондриялардың ішкі мембраналық бетін едәуір ұлғайтады, олардың аралығындағы кеңістік тығыздығы әр түрлі гомогенді зат – митохондрия матриксімен толып тұрады.  Оның құрылымы ұсақ түйіршікті және құрамында әр түрлі ферменттер болады. Митохондрияның матриксінде өзінің генетикалық ақпараты болады (өсімдік клеткаларында митохондриялармен қатар хлоропластарда да өзіндік генетикалық ақпарат болады). Митохондрияның матриксінде гиалоплазманың рибосомаларынан гөрі едәуір ұсақ рибосомалар мен митохондриялы ДНҚ фибрилдерінен тұратын мөлдір аймақтар кездеседі.

Кристердің матрикске қараған жағына көптеген электронды тығыз субмитохондриальді бөлшектер орналасады. Олардың әрқайсысы саңырауқұлақ пішіндес болады (19-сурет, II). Диаметрі 9-10 нм болатын шар тәрізді басы диаметрі 3-4 нм аяқшаның көмегімен ішкі мембранаға орналасады. Осы бөлшектерде АТФ-аза ферменттері бар, бұл ферменттер АТФ синтезі мен ыдырауын қамтамасыз етеді. Аталған үрдістер үшкарбонды қышқылдар циклімен (Кребс немесе лимон қышқылы циклі) тығыз байланысты.

Митохондриялардың саны, көлемі, пішіндері клетканың атқаратын қызметтеріне сәйкес. Мысалы, бауыр клеткаларында олардың саны 2500-ге жетеді, ірі митохондриялар бұлшықет талшықтарының кардиомицеттер мен миосимпластарында кездеседі.

Митохондрияның негізгі қызметі – АДФ-тан АТФ-ты синтездеп алу, яғни клетканың энергетикалық қажеттілігін қамтамасыз ету. Бұл энергия митохондриядан бөлініп, клетканың тіршілік әрекеттеріне жұмсалады. Осының барысында АТФ қайтадан АДФ-қа айналып митохондрияға енеді. 

Митохондрия хлоропластармен біріге клетканы оған қажетті және пайдалана алатын барлық энергиямен (АТФ түрінде) қамтамасыз етеді. Хлоропластар жоқ клеткаларда бұл маңызды функцияны митохондриялардың өздері атқарады. Митохондриялар тұрақты органеллалар.