МОДУЛЬ 2 КЛЕТКА
Лекция 5 ЦИТОПЛАЗМА. ОРГАНЕЛЛЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА
Цитология с основами гистологии. Конспект лекций
45
Рис. 2.17. Общая организация митохондрий: 1 – наружная мембрана; 2 –внутренняя
мембрана; 3 – кристы; 4 – места впячиваний
Размеры митохондрий могут колебаться в широких пределах: от 0,5 до
5–
7 мкм, изменчива и их форма. Количество митохондрий в клетке значи-
тельно варьирует. В клетках некоторых водорослей и простейших содержит-
ся одна митохондрия, в сперматозоидах различных видов животных – от 20
до 72, в соматических клетках млекопитающих – от 500 до 1000, в ооцитах –
300000, а у гигантской амебы Chaos chaos – до 500000.
Рис. 2.18. Ультраструктура митохондрии
В гиалоплазме митохондрии
распределены обычно диффузно, однако
в специализированных клетках сосредоточены в тех участках,
где имеется
наибольшая потребность в энергии. Например, в мышечных клетках большие
количества митохондрий сосредоточены вдоль сократительных фибрилл,
вдоль жгутика сперматозоида, в эпителии почечных канальцев, в области си-
напсов и т. д. Такое расположение митохондрий обеспечивает меньшие поте-
ри АТФ во время ее диффузии.
Митохондрии, будучи лабильной структурой,
легко поддаются адап-
тивным перестройкам.
Общий план строения митохондрий один и тот же у всех эукариот
(
рис. 2.18
).
МОДУЛЬ 2 КЛЕТКА
Лекция 5 ЦИТОПЛАЗМА. ОРГАНЕЛЛЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА
Цитология с основами гистологии. Конспект лекций
46
Митохондрии – это двумембранные органеллы. Они имеют внешнюю
мембрану (7 нм) и внутреннюю (7 нм) с кристами, межмембранное простран-
ство (10–20 нм) и внутримитохондриальный матрикс.
Наружная и внутренняя мембраны митохондрий
различаются по со-
ставу, по физическим свойствам и по проницаемости: наружная мембрана
характеризуется неспецифической проницаемостью, а внутренняя – высоко-
специфична (во внутренней мембране митохондрий содержатся системы ак-
тивного переноса определенных веществ). Мембраны митохондрий неоди-
наковы и по устойчивости к различным ферментам и детергентам. Различ-
ные свойства мембран обуславливаются значительными
различиями в их
структуре.
Наружная мембрана отделяет митохондрию от цитоплазмы, замкнута
сама на себя и не образует впячиваний. В ней имеется большое количество
каналообразующего белка – порина, поэтому наружная мембрана проницае-
ма для достаточно крупных молекул, находятся ферменты – монооксигеназы,
ацил-СоА-синтазы, фосфолипазы А
2
.
Содержит
рецепторы для полипепти-
дов, которые переносятся в матрикс, во внутреннюю мембрану, межмем-
бранное пространство.
Внутренняя мембрана ограничивает внутреннее содержимое митохон-
дрий – матрикс.
Характерная особенность – образование многочисленных впячиваний –
крист, за счет чего площадь внутренних мембран увеличивается.
Форма
крист может быть пластинчатой или трубчатой, они могут располагаться па-
раллельно длинной оси митохондрии (аксоны нервных клеток, поперечно-
полосатые мышцы), перпендикулярно ей (печень, почка). Кристы – лабиль-
ные
образования, могут переходить из одной формы в другую или вообще
редуцироваться (при анаэробном развитии дрожжей кристы почти полностью
исчезают). Количество и степень развития крист зависит от функциональной
активности ткани. Например, в растительных клетках внутренние мембраны
митохондрий обычно имеют мало крист, но в секреторных клетках растений
число крист не отличается от митохондрий животных.
Во внутренней мембране присутствует кардиолипин – фосфолипид, ко-
торый содержит четыре жирные кислоты и делает мембрану непроницаемой
для протонов водорода. Высокое содержание белков (до 70 % по весу) – это
транспортные белки, ферменты дыхательной цепи, АТФ-синтазный комплекс
(
рис. 2.19
)
, который катализирует синтез АТФ путем конверсии энергии
трансмембранного электрохимического градиента протонов водорода в энер-
гию макроэргической связи молекулы АТФ.