Впервые эти удивительные органоиды были замечены Швейцарским гистологом Р. Келликером в 1850 году при изучении клеток мышечной ткани. Тогда ввиду ограниченности методов и приборов изучения мельчайших составляющих клетки, ученые не смогли «проникнуть» глубже. И лишь спустя 48 лет немецкий ученый Карл Бенда смог более детально рассмотреть данные органоиды. По своему виду они напоминали нити (по-гречески «митос») и гранулы («хондрос»). С этого момента научное сообщество узнало о существовании митохондрий. Последующие сто с лишним лет (особенно после появления электронного микроскопа) были посвящены изучению строения, значения и функций митохондрий.
Итак, что удалось выяснить. Митохондрии находятся во всех эукариотических (имеющих ядро) клетках. Но так было не всегда. На заре эволюции, когда только зарождалась жизнь на земле, они представляли собой отдельно живущие аэробные (способные использовать кислород) бактерии, имеющие свою ДНК, синтезирующие белки, и самостоятельно «добывающие» для себя питание из окружающей среды. Их главным преимуществом была способность самостоятельно синтезировать с использованием кислорода АТФ – основной источник энергии для всех живых организмов. В то время основными представителями жизни на Земле являлись анаэробные клетки (не способные использовать кислород) и соответственно синтезировать АТФ. И гениальным решением эволюции, стало объединение этих «соседей» (симбиогенез).
Произошло внедрение этих бактерий в анаэробные клетки. Последние стали получать от митохондрий АТФ, а митохондрии обеспечивались доступным питанием. Со временем митохондрии полностью переместились в клетки «хозяина» и потеряли способность к автономному существованию. Однако оставив за собой некоторую самостоятельность: собственную ДНК, способность к делению, производству некоторых белков, а также наличие рибосом.
В настоящее время митохондрии представляют собой органеллы, состоящие из двух мембран (наружной и внутренней).
Наружная мембрана ровная и не имеет складок. Решает две основные задачи: создает границу между митохондрией и цитоплазмой и обеспечивает (через сквозные проходы) между ними обмен ионов и молекул.
Внутренняя же напротив, имеет морщинистую поверхность, образовываюшую складки. Их еще называют кристы. Такой рельеф увеличивает активную площадь внутренней мембраны. В отличии от внешней, внутренняя мембрана не имеет сквозных отверстий. Зато имеет на своей поверхности множество молекул АТФ-синтазы. Именно они отвечают за дыхание и производство молекул АТФ. Мембраны между собой практически не соприкасаются, разделенные между собой межмембранным пространством, которое заполнено веществом сходным по своему составу с цитоплазмой клетки. По другую сторону внутренней мембраны пространство заполнено матриксом. В отличии от вещества заполняющее межмембранное пространство вещество матрикса более вязкое. Матрикс также принимает участие в образовании молекул АТФ. Благодаря содержащихся в нем ферментам, происходит формирование первичных компонентов для АТФ. Другими словами, матрикс формирует и поставляет молекулам АТФ-синтазы сырье для производства. ДНК, РНК, рибосомы и система синтеза некоторых белков также располагаются именно в матриксе.
Таким образом митохондрии представляет собой сложные органеллы, выполняющие функции энергетических станций, снабжающих клетку легкодоступной энергией в виде АТФ.
Больше о питании растений в нашем телеграмм-канале.
