MITOCONDRIA

Mitocondriile sunt organite celulare întâlnite în toate tipurile de celule eucariote (organite comune) cu exceptia hematiei adulte . Ele mai sunt denumite și „uzinele energetice ale celulei”, deoarece conțin enzime oxido-reducătoare necesare respirației. Respirația produce energia necesară organismelor, iar această energie este înmagazinată în moleculele de ATP.

Mitocondriile au material genetic propriu - ADN-ul mitocondrial - care conține informația genetică necesară pentru sinteza enzimelor respiratorii. Este un organit similar cloroplastului.

Totalitatea mitocondriilor dintr-o celulă formează condriozomul.

Pozitia mitocondriei in celula

In majoritatea celulelor mitocondriile sunt raspandite in toata citoplasma. In celulele cu

activitate speciala sau cu polaritate functional mitocondriile se concentreaza in regiunea cea mai activa metabolic. Astfel, la enterocit, mitocondriile sunt aglomerate catre polul apical, la

nefrocit mitocondriile sunt asezate la polul bazal al celulei in mici compartimente formate din

pliurile mebranei bazale. Asezarea lor in citoplasma nu este fixa, ele pot sa se deplaseze prin

intermediul curentilor citoplasmatici,sau pot fi animate de miscari interne ce produc rasuciri ale

organitului in jurul axei sale, realizand astfel contacte stranse sau tranzitorii cu unele structuri

celulare. Numarul mitocondriilor variaza de la o specie la alta, de la un tip celular la altul (nefrocit=

300/celula, hepatocir = 1000-2000/celula) sau in aceeasi celula in raport cu momentul lor

functional.

Forma mitocondriilor

Microscopia optica a descrie 3 forme de mitocondrii sub denumirea de CONDRIOM:

- Mitocondria – sau forma granulara, este cea mai activa;

- Condriomitele – granule asezate in monom, sunt considerate forme mai putin active decat mitocondriile, dar care se pot reactiva prompt in cazul unei activitati celulare crescute;

- Condriocontii – apar sub forma de filament sau bastonas reprezentand forma de repaus a

condriomului, cu posibilitati de reactivare mai lente.

Structură

Mitocondriile au forma unor vezicule alungite, sunt organite sferice, ovale sau sub formă de bastonașe.

Mitocondriile sunt formate din:

membrană dublă: membrană internă cu pliuri - tubului sau creste; membrană externă netedă;

un sistem de criste mitocondriale (pliurile membranei interne pe care se află enzime oxido-reducătoare);

substanță fundamentală (matrix = matrice ce conține ribozomi, ADN, ARN, enzime oxido-reducătoare).

Membrana externa este neteda si delimiteaza organitul la periferie, este lipoproteica, asemanatoare cu celelalte citomembrane, prezentand o grosime de aproximativ 60-70Å. Ea este permeabila pentru unii ioni (Ca 2+) si electroliti. In membrana externa se gasesc proteine in proportie de 60% ce reprezinta aproximativ 4% din totalul proteinelor mitocondriei, iar lipidele se gasesc in proportie de 40%, cu un procent ridicat de colesterol ce face ca membrana externa sa fie permeabila, prin ea realizandu-se schimburile intre citosol si organit. Pe membrana externa isi desfasoara activitatea coA ligaza precum si alte enzime;

Membrana interna , de o grosime de aproximativ 6nm este de natura lipoproteica. Proteinele sunt in proportie de 80%, reprezentand aproximativ 1/5 din totalul proteinelor mitocondriale; lipidele se alfa numai in proportie de 20%, avand colesterol in procent scazut, ceea ce face ca permeabilitatea membranei interne sa fie mai redusa, constituind un fel de bariera intre matricea mitocondriala si restul organitului.Prin membrana interna trec spre spatiul intern ionii de Ca 2+ si Mg 2+ necesari desfasurarii activitatii enzimelor cuprinse in matricea mitocondriala. De asemenea , trec moleculele de ADP si ATP necesare desfasurarii procesului de fosforilare oxidativa, acizii grasi si unii aminoacizi. Acesti produsi sunt transportati prin membrana interna cu ajutorul unor proteine aflate in membrana care servesc drept TRANSPORTORI (sau carausi sau translocatori). Din aceasta grupa fac parte TRANSLOCAZELE si PERMEAZELE.

Cristele mitocondriale difera ca numar si pozitie de la o celula la alta, in raport cu diferitele conditii fiziologiece sau patologice. Astfel, la o dieta alimentara carentiala, cristele mitocondriale se sterg, dispar; reluandu-se dieta normal ele se refac daca starea precara nu a depasit limita metabolica fiziologica.

Intre membrana interna si externa se realizeaza compartimentul extern, iar in interiorul membranei interne si a cristelor se afla compartimentul intern sau matricea mitocondriala.

Compartimentul extern – cuprins intre membrana interna si externa este de aspect omogen, clar la fluxul de electroni. Desi ingust, la nivelul lui se desfasoara un schimb intens de apa si electroliti intre mediul extramitocondrial, pe de o parte, si compartimentul intern pe de alta parte.Aici se pot acumula unii ioni (exemplu Ca 2+) care apar sub forma de zone mai mari sau mai mici izolate, sau conglomerate dense la fluxul de electroni.

Compartimentul intern sau matricea mitocondriala poate prezenta fie aspect omogen, fie aspect granular. La nivelul ei se gasesc localizate o buna parte din enzimele mitocondriale (exemplu: ATP-aza, MALAT DEHIDROGENAZA etc.). Tot in matrice sunt prezenti si acizii nucleici mitocondriali.

Lumenul mitocondrial, delimitat de membrana interna, in care proemina cristele, este

ocupat de matricea mitocondriala. In matrice exista 5-10 molecule de AND mitocondrial

circular, ribosomi mitocondriali de tip bacterian (70S), ARNm mitocondrial, ARNt si

complexeleenzimatice ale replicarii si transcrierii AND-ului mitocondrial, cat si ale sintezei de

proteine de tip mitocondrial. Atasate de crestele membranei interne, se gasesc complexe de

enzime care catalizeaza metabolizarea acizilor grasi si a acidului piruvic si formarea acetil-CoA;

enzime care oxideaza acetil-CoA in ciclul acizilor tricarboxilici al lui KREBS cu formarea de

bioxid de carbon si NADH (nicotinamid-adenin-dinucleotidul redus). Principala sursa de

electroni folosita de enzimele lantului respirator incluse in membrane interna este NADH-ul.

Proteinele majore din membrana interna sunt: ATP-sintetaza care produce ATP in spatial

matriceal; proteinele specific de transport; enzimele reactiilor oxidative ale lantului respirator.

NADH, a caru ireducere are loc prin captarea hidrogenilor eliberati din oxidarile ciclului Krebs,

constituie substratul cap de serie al transportului de electroni spre oxigenul molecular de-a lungul lantului enzymatic respirator.

Evoluție

Mitocondriile se formează prin diviziune. Genele din ADN-ul lor se transmit ereditar, pe linie maternă (această ereditate se numește maternă sau matroclină). Mitcondriile sunt transmise descendenților odată cu citoplasma oosferei.

Rol

Mitocondriile au următoarele roluri:

respirație celulară

ereditate extranucleară

fosforilare oxidativa

sinteza de ATP

Procesele oxidative din mitocondrie generează ca produși secundari , apa oxigenată.

Compozitia chimica a mitocondriei

Mitocondria contine:

· 60-64% proteine structurale , care sunt inlocuite la aproximativ 20 zile;· 34% lipide, fiind alcatuite din fosfolipide si cholesterol in cantitate mare;· 2-5% vitamine (A,C), protein-enzime (~200), diferiti ioni si acizi nucleic: AND si ARNla care compozitia moleculara este asemanatoare acizilor nucleic nuclear sicitoplasmatici, dar aranjamentul structural al molecule difera.

In concluzie ,

Mitocondria reprezinta centrul respirator al celulei. La nivelul ei sunt situate enzimeleciclului KREBS si ale lantulu respirator.Mitocondria reprezinta principalul generator de energie pentru celule. In acest scop, lanivelul mitocondriei se desfasoara procesul de fosforilare oxidative care, cuplat la activitateaenzimelor oxidative ale organismului, genereaza molecule de ATP. Acesta prin scindareelibereaza fosfatii macroergici eliberatori de enrgie pentru celula.Mitocondria intervine active in procesul secretor, in procesele special de tipulLIPOGENEZEI si LIPOLIZEI, in orice activitate celulara (contractie musculara, transmitereainfluxului nervos, etc.).Totodata, la nivelul ei au loc schimburi intense de produsi sau ioni intre citoplasma sicompartimentele mitocondriale. Trecerea diferitelor substante si a ionilor prin membranamitocondriala se face cu cheltuiala de energie, aceasta fiindu-i pusa la dispozitie de ATP-aza cescindeaza ATP-ul sau alti produsi intermediary generator de enrgie.

Bibliografie

V Vasilescu Biofizica medicala EDP 1977

http://www.eukarya.ro/celula/condriozomii.php - articolul despre condriozomi și mitocondrii

http://www.wikipedia.ro