Mitochondrie - bunkové pľúca

Mitochondrie sú membránové organely bunky najčastejšie tyčinkovitého alebo vláknitého tvaru. Priemerne sú dlhé 1-10 µm a široké 0,3-0,5 µm. Vyskytujú sa takmer vo všetkých bunkách. Chýbajú v zrelých erytrocytoch a zrohovatených bunkách. Súbor mitochondrií jednej bunky sa označuje ako chondrióm. V jednej bunke sa odhaduje niekoľko sto až tisíc mitochondrií. Ich počet závisí hlavne od metabolickej aktivity bunky, veľa ich je napr. v bunkách srdcového svalu, priečne-pruhovaných svalových vláknach. V živých bunkách sa pohybujú pomalým kmitavým alebo krúživým pohybom, čo je sprevádzané zmenami v ich tvare a veľkosti.

Štruktúra mitochondrie

Mitochondrie sú organely ohraničené dvoma biomembránami. Priestor medzi oboma membránami sa nazýva vonkajšia mitochondriálna fáza. Vonkajšia membrána je ohraničujúca, vnútorná membrána uzatvára základnú hmotu mitochondrie - matrix a vybieha v rôznych vzdialenostiach od seba do rôznych záhybov dovnútra matrix:

  • Kristy sú hrebeňovité výbežky, ktoré môžu dosahovať aj na protiľahlú vnútornú membránu. Priečne kristy sa nachádzajú napr. v mitochondriách buniek srdcového svalu, pozdĺžne kristy majú mitochondrie v bunkách hnedého tukového tkaniva. Mitochondrie s kristami sa vyskytujú najčastejšie.
  • Tubuly sú slepo zakončené, rovné alebo postáčané rúrky. Vyskytujú sa v mitochondriách zapojených do syntézy steroidných hormónov (bunky kôry nadobličky, Leydigove bunky, placentárne bunky).
  • Sakuly sú mechúriky alebo vačky, ktoré su pomocou krátkej stopky spojené s vnútornou mitochondriálnou membránou. Vyskytujú sa v mitochondriách buniek kôry nadobličky.
  • Prizmy sú štruktúry s trojuholníkovitým prierezom. Vyskytujú sa v mitochondriách gliových buniek v centrálnej nervovej sústave (napr. v astrocytoch).

Úlohou mitochondrií je výroba energie. Sú to energetické a metabolicko-dýchacie centrá bunky. Prebieha tu Krebsov cyklus, oxidácia mastných kyselín, oxidatívna fosforylácia. Vytvára sa tu ATP. Majú veľký význam aj pri navodení apoptózy, čo je programovaná bunková smrť.

Mitochondriálny genóm

Mitochondrie obsahujú vlastnú genetickú informáciu, ktorú tvorí lineárna alebo kruhovitá dvojvláknová molekula DNA (označuje sa ako mtDNA, mitochondriálna DNA). Veľkosť mitochondriálneho genómu je v prírode značne variabilná (vyššie rastliny 250-2000 kbp, kvasinky 20-100 kbp, mnohobunkové živočíchy 16-20 kbp, človek 16569 bp). DNA je asociovaná s vnútornou mitochondriálnou membránou.

Mitochondriálna DNA obsahuje gény pre syntézu niektorých štruktúrálnych bielkovín (proteíny vonkajšej membrány) mitochondrie a kóduje niektoré enzýmy dýchacieho reťazca. Ostatné štrukturálne (proteíny vnútornej membrány) a funkčné gény sú lokalizované v bunkovom jadre, kam pravdepodobne prešli počas dlhej spoločnej evolúcie z mitochondriálneho genómu.

Mitochondrie sú semiautonómne organely, tzn. že sa delia priečnym delením bez ohľadu na bunkové delenie a nezávisle sa replikuje aj ich DNA, ale na svoje prežitie potrebujú produkty jadrovej časti genómu. Mitochondrie majú aj vlastné ribozómy (sedimentačná konštanta 60S u človeka), ktoré sú uložené v mitochondriálnej matrix.