Mitochondria - budowa, funkcje, pochodzenie.

Są to organelle o wysokim stopniu organizacji, wyspecjalizowane w przemianach tlenowych i będące wyrazem przystosowania komórek eukariotycznych do tlenowych warunków życia.

Kształt mitochondriów jest kulisty, podłużny lub nieregularny. Od cytoplazmy oddziela je otoczka mitochondrialna złożona z dwóch równoległych błon przedzielonych przestrzenią międzybłonową. Błona zewnętrzna jest gładka i dość łatwo przepuszczalna, natomiast wewnętrzna jest trudno przepuszczalna i tworzy do wnętrza mitochondrium głębokie prostopadłe wpuklenia, inaczej grzebienie, o kształcie blaszkowatym, woreczkowatym lub rurkowatym. Na błonie wewnętrznej, po stronie zwróconej do wnętrza mitochondrium, znajdują się ponadto drobne buławkowate wypukłości. Wnętrze mitochondrium wypełnia jednorodna macierz mitochondrialna.

Organelle te stanowią "siłownie" komórki będące głównym miejscem produkcji energii w formie wysokoenergetycznego związku- ATP. Macierz mitochondrialna zawiera enzymy katalizujące przemianę kwasu pirogronowego (powstającego w cytoplazmie podstawowej podczas beztlenowej fazy oddychania- glikolizy) lub produktów rozkładu kwasów tłuszczowych w aktywny octan- acetylokoenzym A oraz enzymy utleniające acetylokoenzym A w cyklu kwasu cytrynowego, z wytworzeniem dwutlenku węgla i zredukowanego dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADH). Utlenianie NADH, z przeniesieniem elektronów i protonów na tlen, odbywa się w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, w którą wbudowane są enzymy łańcucha oddechowego. Również w błonie wewnętrznej, we wspomnianych buławkowatych jej wypukłościach, znajduje się syntaza ATP.

Mitochondria są organellami półautonomicznymi, zawierającymi własny, mitochondrialny DNA w formie podwójnej helisy niezwiązanej z białkami, przypominającej nukleoid prokariotyczny. Nukleoid ten znajduje się w macierzy mitochondrialnej, w której zawarte też są rybosomy typu 70S oraz enzymy syntezy DNA, RNA i białka. Informacja genetyczna zawarta w mitochondrialnym DNA pozwala jednak na syntezę tylko niewielkiej części białek znajdujących się w mitochondriach. Większość białek pochodzi z cytoplazmy, gdzie powstają na cytoplazmatycznych rybosomach 80 S i na podstawie informacji (zawartej w informacjach RNA) pochodzącej z jądra. Podobieństwo mitochondriów do komórek prokariotycznych (nukleoid, rybosomy 70 S, podwójna błona jak u bakterii gramujemnych) stanowi podstawę hipotezy o pochodzeniu tych organelli od jednokomórkowych organizmów prokariotycznych, które w zamierzchłych ewolucyjnie czasach wniknęły jako symbionty do komórek eukariotycznych i na tyle uzależniły się od swego partnera, że utraciły zdolność samodzielnego życia i stały się jego integralnym składnikiem.