Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Хімічний та молекулярний склад, структура і функції рослинної клітини
Мітохондрії

По всій цитоплазмі клітин розсіяні чисельні мітохондрії, довжина яких досягає від одного до кількох мікрометрів, а ширина — 0,5 мкм (рис. 14). Кожна мітохондрія має власну подвійну мембрану, причому внутрішня мембрана утворює чисельні вирости — кристи. Більшість рослинних клітин налічує сотні і навіть тисячі мітохондрій. Кількість їх в клітині визначається потребами в енергії, адже мітохондрії — енергетичне депо клітини.

Мітохондрії — центри внутрішньоклітинного окислення субстратів Дихання і містять в собі Ферменти циклу трикарбонових кислот, дихального ланцюгу перенесення електронів, окислю

вального фосфорилування тощо.

Зовнішня та внутрішня мембрани відрізняються як за хімічним складом, так і за проникністю. Зовнішня характеризується більш високим вмістом ліпідів, іншим складом ферментів, добре проникна для низькомолекулярних сполук, в тому числі для субстратів дихання. Різні органічні молекули, проходять через цю мембрану і потім окислюються до СО₂ та Н₂О в серії ферментативних реакцій. При окисленні молекул, звільнена енергія запасається в фосфатних зв’язках АТФ.

Рис. 14. Схематичне зображення мітохондрії:

1 —зовнішня мембрана,2 — внутрішня мембрана,3 — кристи, 4 — міжмембранний простір, 5 — матрикс

До 10% складу внутрішньої мембрани, зокрема крист, займають компоненти дихального ланцюгу. На внутрішній мембрані локалізовані досить складні за своєю структурою грибовидні частинки АТФ-синтетазного комплексу, які здійснюють синтез АТФ із АДФ та ортофосфату.

Вона є бар’єром для багатьох іонів і має власні трансмембранні системи перенесення речовин.

В матриксі мітохондрій розрізняють кальційвмісні гранули, нуклеоїди та Рибосоми. Нагромадження кальцію поєднане з транспортом електронів і супроводжується еквівалентним поглинання іонів фосфату. Завдяки акумуляції іонів в матриксі, мітохондрії беруть участь в загальному процесі транспорту іонів в клітині.

Подібно до пластид, мітохондрії є напівавтономними органелами, так як в них проходить незалежний від ядра білковий синтез. В матриксі мітохондрій локалізована власна білоксинтетична система з кільцевих молекул ДНК, РНК та 70 S рибосомами. Мітохондріальний Геном кодує до 20 мембранних та матриксних білків. Близько 95% всіх білків мітохондрій синтезується цитоплазматичними рибосомами під ядерним контролем і посттрансляційно переносяться в органелу.

Мітохондрії перебувають в постійному русі, збираються там, де потрібна енергія, інколи зливаються одна з одною і поділяються. Тривалість життя мітохондрій — декілька діб. Мітохондрії мають свій морфогенез. В меристематичних клітинах можна спостерігати ініціальні частинки — округлі утворення діаметром до 50 нм з подвійною мембраною. Поступово вони збільшуються в розмірі, їхня внутрішня мембрана утворює вирости — кристи. Нові мітохондрії утворюються шляхом поділу уже існуючих.

Детальне вивчення структури, геному мітохондрій дає можливість допустити, що вони, як і хлоропласти, походять від бактерій, які випадковим симбіозом прижилися в більш крупних гетеротрофних клітинах — попередниках евкаріот.