Skip to main content
Global

4.9: תאים אוקריוטיים - מיטוכונדריה

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210249

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    • הסבר את תפקיד המיטוכונדריה.

    אחד המאפיינים העיקריים המבדילים בין פרוקריוטים לאאוקריוטים הוא נוכחות המיטוכונדריה. מיטוכונדריה הם אברונים בעלי קרום כפול המכילים ריבוזומים ו- DNA משלהם. כל ממברנה היא דו שכבה פוספוליפידית המוטמעת בחלבונים. תאים אוקריוטיים עשויים להכיל בין אחד לכמה אלפי מיטוכונדריה, בהתאם לרמת צריכת האנרגיה של התא. אורכו של כל מיטוכונדריון הוא 1 עד 10 מיקרומטר (או יותר) וקיים בתא כאברון שיכול להיות בצורת ביצה עד תולעת עד מסועף בצורה מורכבת.

    מבנה המיטוכונדריה

    רוב המיטוכונדריה מוקפות בשתי ממברנות, אשר ייווצרו כאשר אורגניזם אחד הקשור לממברנה נבלע לתוך ואקום על ידי אורגניזם אחר הקשור לממברנה. הממברנה הפנימית המיטוכונדריאלית נרחבת וכוללת פיתולים משמעותיים הנקראים cristae הדומים למשטח החיצוני המרקם של אלפא-פרוטאובקטריה. המטריצה והקרום הפנימי עשירים באנזימים הדרושים לנשימה אירובית.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): מבנה מיטוכונדריאלי: מיקרוגרף אלקטרונים זה מציג מיטוכונדריון כפי שניתן לראות במיקרוסקופ אלקטרונים שידור. לאברון זה קרום חיצוני וקרום פנימי. הממברנה הפנימית מכילה קפלים, הנקראים cristae, המגדילים את שטח הפנים שלה. המרווח בין שתי הממברנות נקרא החלל הבין-ממברני, והחלל בתוך הממברנה הפנימית נקרא המטריצה המיטוכונדריאלית. סינתזת ATP מתרחשת על הממברנה הפנימית.

    למיטוכונדריה יש כרומוזום DNA מעגלי משלהם (בדרך כלל) שמתייצב על ידי התקשרות לקרום הפנימי ונושא גנים הדומים לגנים המתבטאים על ידי אלפא-פרוטאובקטריה. למיטוכונדריה יש גם ריבוזומים מיוחדים ו-RNA העברה הדומים לרכיבים אלה בפרוקריוטים. כל התכונות הללו תומכות בהשערה שהמיטוכונדריה היו פעם פרוקריוטים חיים חופשיים.

    פונקציית המיטוכונדריה

    מיטוכונדריה נקראות לעתים קרובות "תחנות הכוח" או "מפעלי האנרגיה" של תא מכיוון שהן אחראיות לייצור אדנוסין טריפוספט (ATP), המולקולה העיקרית נושאת האנרגיה של התא. ATP מייצג את האנרגיה המאוחסנת לטווח קצר של התא. נשימה תאית היא תהליך ייצור ATP באמצעות האנרגיה הכימית המצויה בגלוקוז ובחומרים מזינים אחרים. במיטוכונדריה, תהליך זה משתמש בחמצן ומייצר פחמן דו חמצני כתוצר פסולת. למעשה, הפחמן הדו חמצני שאתה נושף בכל נשימה נובע מהתגובות התאיות המייצרות פחמן דו חמצני כתוצר לוואי.

    חשוב לציין שלתאי שריר יש ריכוז גבוה מאוד של מיטוכונדריה המייצרים ATP. תאי השריר שלך זקוקים לאנרגיה רבה בכדי לשמור על תנועת גופך. כאשר התאים שלך לא מקבלים מספיק חמצן, הם לא מייצרים הרבה ATP. במקום זאת, הכמות הקטנה של ATP שהם מייצרים בהיעדר חמצן מלווה בייצור חומצה לקטית.

    בנוסף לדור האירובי של ATP, למיטוכונדריה יש מספר פונקציות מטבוליות אחרות. אחת הפונקציות הללו היא ליצור אשכולות של ברזל וגופרית שהם קופקטורים חשובים של אנזימים רבים. פונקציות כאלה קשורות לעתים קרובות לאברונים המופחתים שמקורם במיטוכונדריה של אוקריוטים אנאירוביים.

    מקורות המיטוכונדריה

    ישנן שתי השערות לגבי מקור המיטוכונדריה: אנדוסימביוטי ואוטוגני, אך התיאוריה המוסמכת ביותר כיום היא אנדוסימביוזה. ההשערה האנדוסימביוטית מצביעה על כך שהמיטוכונדריה היו במקור תאים פרוקריוטים, המסוגלים ליישם מנגנוני חמצון. ייתכן שתאים פרוקריוטים אלה נבלעו על ידי אוקריוט והפכו לאנדוסימביונטים החיים בתוך האאוקריוט.

    נקודות מפתח

    • המיטוכונדריה מכילות ריבוזומים ודנ"א משלהם; בשילוב עם הממברנה הכפולה שלהם, תכונות אלה מצביעות על כך שאולי היו פעם פרוקריוטים חיים חופשיים שנבלעו בתא גדול יותר.
    • למיטוכונדריה תפקיד חשוב בנשימה התאית באמצעות ייצור ATP, תוך שימוש באנרגיה כימית המצויה בגלוקוז ובחומרים מזינים אחרים.
    • המיטוכונדריה אחראיות גם ליצירת אשכולות של ברזל וגופרית, שהם קופקטורים חשובים של אנזימים רבים.

    מונחי מפתח

    • אלפא-פרוטאובקטריה: מחלקה טקסונומית בתוך הפילום פרוטאובקטריה - הפרוטובקטריה הפוטוטרופית.
    • אדנוסין טריפוספט: טריפוספט נוקלאוזיד רב תכליתי המשמש בתאים כקואנזים, המכונה לעתים קרובות "היחידה המולקולרית של מטבע האנרגיה" בהעברת אנרגיה תוך תאית
    • קופקטור: מולקולה אנאורגנית הנחוצה לתפקוד האנזים