Митохондрии

Мембранные клеточные органеллы, ответственные за хранение энергии и клеточное дыхание, называются митохондриями. Они присутствуют в эукариотических клетках автотрофов и гетеротрофов. Впервые обнаружен в 1850 году в мышечных клетках.

Строение

Митохондрии представляют собой органеллы округлой или удлиненной формы, размер которых варьируется от 0,2 до 2 микрон. Органеллы состоят из двух мембран. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует складки — кристы, отвечающие за клеточное дыхание. Между мембранами имеется пространство 6-10 нм.

Складки внутренней мембраны заполнены жидкостью — матриксом, содержащим рибосомы, белки, ферменты, ДНК, РНК.

Предполагается, что митохондрии имеют бактериальное происхождение. Прокариоты захватывали бактерии посредством фагоцитоза, который мог генерировать энергию. Со временем бактерии проникли в структуру клетки и стали ее органеллой.

Дыхание

Процесс окисления, т.е клеточное дыхание, происходит в матриксе и на внутренних мембранах митохондрий. В ходе метаболизма сложные вещества расщепляются на мономеры. Крахмал распадается до глюкозы, которая в бескислородной среде цитоплазмы распадается до пировиноградной кислоты (ПВС). В результате образуются две молекулы АТФ. В присутствии кислорода ПВХ окисляется до углекислого газа и воды, т.е процесс дыхания происходит в митохондриях.

Окисление происходит в две стадии:

• в матрице – образуются углекислый газ, водород и 2 молекулы АТФ (цикл Кребса);
• на кристах – окисление водорода, образование воды и 36 молекул АТФ.

Дыхание на кристах (транспорт электронов) осуществляется с помощью дыхательной цепи, которая является частью окислительного фосфорилирования (образования АТФ) и состоит из двух компонентов:

• белковые комплексы (I, III и IV), встроенные в мембрану;
• белковые молекулы-переносчики (цитохром и убихинон).

Всего образуется 38 молекул АТФ, которые используются в анаболических процессах. Вот почему митохондрии называют электростанцией клетки.

Пластиды

Дополнительными органеллами растительной клетки, сходными по строению и функциям с митохондриями, являются пластиды. Они состоят из двух или четырех мембран и бывают трех типов:

• лейкопласты;
• хромопласты;
• хлоропласты.

Лейкопласты — это бесцветные органеллы, часто встречающиеся в корнях растений (не подвергающиеся воздействию света). Они накапливают питательные вещества, например, в виде крахмала. Под воздействием света лейкопласты производят хлорофилл — зеленый пигмент.

Хромопласты содержат пигменты разных цветов (красный, желтый, фиолетовый). Они содержатся в лепестках цветов и окрашивают венчик, привлекая насекомых.

Хлоропласты содержат пигменты (хлорофилл, каротиноид, ксантофилл), с помощью которых осуществляется процесс фотосинтеза. Внутри находится студенистое вещество – строма, отвечающее за темновую фазу фотосинтеза. Строма содержит ДНК, масла, рибосомы, а также мембранные структуры — тилакоиды, образующие граны, напоминающие стопки монет. Тилакоиды отвечают за световую фазу фотосинтеза. Хлоропласты могут превращаться в лейкопласты или хромопласты.