Чтобы клетки выполняли разнообразные
функции, им необходима энергия. Важный
внутриклеточный источник энергии — молекулы
АТФ (см. Аденозинтрифосфорная кислота
(АТФ). АТФ в основном образуется в
специальных органоидах — митохондриях (от
греческих слов mitos — нить и chondrion —
зернышко, крупинка).
В световом микроскопе митохондрии имеют
вид зернышек, палочек или тонких нитей.
В одних типах клеток, например печени, около
1000 митохондрий, в больших ооцитах — до
300 тыс. Обычно диаметр митохондрии около
0,1—0,5 мкм, длина — от 1 до 10 мкм. Однако
в клетках мышц диафрагмы крыс существует
целая митохондриальная сеть (ее называют
гигантской митохондрией).
Электронно-микроскопические
исследования показали, что митохондрии ограничены
двумя мембранами — наружной и внутренней.
Наружная мембрана регулирует поступление
веществ в митохондрию и их выведение из
нее. Внутренняя мембрана образует складки
(кристы), обращенные внутрь митохондрии.
Внутри митохондрии находится так
называемый матрикс, содержащий различные
ферменты, ионы кальция и магния, ДНК и
рибосомы митохондрий.
Митохондрия. Электронная
микрофотография. Увеличение
в 15 тыс. раз.
В матриксе митохондрий находятся
ферменты цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса), а также ферменты, расщепляющие жирные
кислоты. Участвующие в переносе электронов
и в окислительном фосфорилировании
ферменты в виде комплексов встроены во внутреннюю
мембрану митохондрий (см. Дыхание). В цикле
Кребса высвобождаются молекулы СОг и ионы
водорода. Ионы водорода и электроны
переносятся по цепи переноса электронов и
соединяются с кислородом, образуя воду.
При этом
из АДФ (аденозиндифосфорной кислоты) и
неорганического фосфата образуются макроэр-
гические молекулы АТФ (аденозинтрифосфор-
ной кислоты). Кроме того, в митохондриях
происходит еще целый ряд химических
реакций, в результате которых синтезируются
нужные клетке низкомолекулярные соединения.
Число митохондрий в клетке непостоянно.
Увеличение их числа может происходить за
счет роста и фрагментации исходной
митохондрии. Для роста митохондрий клетка
использует белки. Одни из них синтезируются в
самих митохондриях, другие же — в
цитоплазме.
Наличие в митохондриях собственных ДНК
и РНК привело к гипотезе о происхождении
этих органоидов от прокариотических
организмов, поселившихся в эукариотических клетках
в качестве симбионтов.