探索线粒体的功能及其重要性

线粒体功能

线粒体功能:你的手机总是在工作。每一分钟都有多个过程在进行:组装蛋白质,分解蛋白质,制造其他有用的分子,重建和重塑膜。一个细胞很少睡觉

然而,细胞在这些过程中需要大量的能量。当我们想为我们的机器获取能源时,我们通常使用电池或发电机。该电池使用了一些更好的东西——小巧、部分自主的转换器线粒体

当人们观察准备好的植物或动物细胞时,许多结构都清晰可见。显微镜向你展示的东西看起来像一个复杂的城镇或工厂,总部位于细胞核。有奇怪的折叠壁和由膜组成的球状结构。

此外,还有豆状或线状的结构,非常神秘和坚固的外观。这就是所谓的线粒体.有很多方式来描述它们。最常见的简短定义如下。

线粒体的定义

线粒体是由双膜组成的细胞的关键结构,负责产生能量。

谁发明了线粒体?

有些类型的动物细胞有一个或两个线粒体,而肌肉或神经细胞都挤满了那些小小的"豆子”。让我们跟随细胞研究的历史,与科学家一起了解线粒体如何支持细胞的内部工作。

理查德•阿尔特曼 第一个通过显微镜看到细胞的科学家是罗伯特·胡克。这件事发生在1660年。

  • 在1660年到19世纪之间,人们缺乏适当研究细胞的工具和方法。
  • 随着强大的光学显微镜的发明,对细胞的积极研究从1840年开始。
  • 首先描述的是细胞的细胞核。
  • 为了观察其他细胞结构,需要特殊的染料。在多次试验和错误之后,一位德国科学家叫理查德。奥特曼在1890年首次发现了以前从未见过的奇怪的小结构。
  • 奥特曼认为它们是共生体,并称之为他们原生体”。
  • 八年后,”原生体“都有了自己的名字——”线粒体,在希腊语中的意思是“线程颗粒”(单数:线粒体).

线粒体的进一步研究

在接下来的几十年里,对这些新结构的仔细研究揭示了以下几点:

Nitochondrial DNA
资料来源:维基百科
  • 线粒体中蛋白质脂质,甚至核酸
  • 线粒体分裂;
  • 线粒体有自己的小基因组;
  • 人体内不同的细胞有不同数量的线粒体。例如,神经细胞,肌肉细胞精子尾部布满线粒体,而皮肤细胞只有几个。
  • 如果细胞的线粒体被破坏,细胞也会死亡。
建议阅读:细胞死亡

所有这些观察都指向一个明显的事实——这些小细胞器对细胞起了重要作用。

线粒体的结构

随着时间的推移,利用电子显微镜可以获得单个线粒体内部结构的清晰图像。你可以在这里看到一个例子。你可能会注意到几个重要的事情:

  • 两层膜形成线粒体。
  • 外膜与构成细胞或细胞核的膜非常相似。
  • 位于内部的膜要大得多,形成多重褶皱
  • 这两层膜包围的区域叫做矩阵
  • 基质包含一个环状DNA、多种蛋白质和其他必需分子。

线粒体的主要作用

目前,专家们已经正确地知道了线粒体在真核细胞中所起的作用:它为细胞内发生的多种化学过程提供所需的能量。这是可能的,因为这些结构是一个复杂的过程,称为世界杯2022赛程时间表最新

以下是这个过程的主要步骤:

  1. 细胞蛋白质吸收糖,如葡萄糖,并把它们分解成更小的分子;
  2. 这些分子进入线粒体,进入另一个被称为克雷布斯周期;
  3. 克雷布斯循环产生更小的分子,可用于嵌入内膜折叠的蛋白质-嵴。
  4. 嵴上的蛋白质形成了所谓的电子运输链。在这个链中,一个电子从一个蛋白质移动到另一个蛋白质。
  5. 每当电子移动时,就会产生一个能量尖峰。
  6. 每一个能量尖峰都会出现一个单位的"能量货币”——ATP。
  7. 所有产生的ATP都从线粒体进入细胞。
  8. 我们可以得出这样的结论:细胞呼吸是一个过程,当葡萄糖等糖被用于以ATP的形式产生化学能。

    换句话说,线粒体是介于能量转换器和货币银行之间的东西。它们产生的ATP是一种化学货币:每个反应都需要一定数量的ATP分子。

其他线粒体功能

下面列出了线粒体的其他作用。

1.控制细胞的命运

当细胞内部出现不可挽回的错误时,会发生两组不同的事件:

  • 在一种情况下,细胞爆炸,分散其各个部分。这个过程被称为坏死
  • 坏死在不受欢迎,因为它为我们创造了很多工作免疫系统并经常导致炎症。
  • 细胞的另一个选择是根据特定的计划杀死自己,它的部分可以更安全地处理。这个过程被称为细胞凋亡.细胞凋亡的开始是由线粒体产生的因子引起的。

2.协助重要分子的产生

线粒体参与合成一种至关重要的脂肪分子胆固醇.线粒体还有助于血红素的形成——血红素是携带氧气的蛋白质的中心部分。

3.控制细胞内钙的平衡

Ca2+ (Ca2+)对细胞非常重要。例如,这种分子对我们的肌肉来说是必要的,同时也充当信使,激活或关闭各种过程。线粒体可以储存和释放钙,从而影响细胞内发生的事情。

4.有助于我们继承的特质

胚胎形成后,只剩下来自母体的线粒体。此外,正如我们已经提到的,线粒体有自己的小DNA。我们的线粒体能做或不能做的一切都是由我们的母亲给我们什么样的线粒体决定的。

因此,线粒体是母体遗传的载体。这一信息对考古学和古生物学研究有很大帮助。

有趣的:根据线粒体DNA研究,有科学家认为,大约20万年前,在非洲生活着现代人类的共同女性祖先。

5.线粒体会泄露危险分子。

线粒体参与的细胞呼吸过程也会产生不良的副产品。由于线粒体中的许多反应需要氧气,更安全的氧气被转化为所谓的无功氧(ROS):

  • ROS与其他分子反应非常迅速且不受控制,从而破坏它们。
  • 通常,ROS包含在线粒体中,但线粒体膜受损或其他问题会导致泄漏。”。
  • 当ROS进入细胞后,它们要么到达细胞核,破坏DNA,要么破坏细胞内外的蛋白质。
  • ROS对DNA的损伤导致突变
  • 血液中大量的ROS会导致疾病。
  • 特定的蛋白质聚集ROS并中和它们。只有当他们失败时,疾病才有可能发展。

6.线粒体可能携带危险的突变

正如我们已经提到的,线粒体有自己的DNA。它很小,携带一些基因。然而,线粒体也会产生大量的ROS,这些ROS通常会破坏它们的基因组。这导致了一个严重的问题:

  • 线粒体没有DNA修复功能,因此受损的线粒体要么死亡,要么留在细胞内。
  • 一些受损的线粒体会出现在准备受精的卵细胞中。
  • 当一个受精卵含有一些受损DNA的线粒体时,这就意味着未来的胚胎也会有这些线粒体。
  • 在胚胎发育过程中,受损的线粒体可以进入许多不同的细胞:进入甲状腺、肌肉细胞和神经细胞的各个部位。
  • 当孩子出生时,可能会有患上某种线粒体疾病的风险。
  • 阿尔茨海默病是最著名和最危险的线粒体疾病之一。
  • 这种疾病通常在人年老时出现:然而,在一些严重的情况下,当人们有大量的突变基因时,他们可能会患上早期阿尔茨海默病。

线粒体进化

线粒体非常强大,因为它们决定了我们一生中的许多事情。然而,关于线粒体最令人兴奋的事实是,它们曾经不是一个简单的结构,而是一个独立物种的一部分:

  • 数十亿年前,只有两种主要的生物:世界杯2022赛程时间表 而且细菌
  • 曾经,一种细菌开始生活在古菌细胞中。
  • 它没有杀死它,而是开始帮助它的新宿主获得能量,而古菌提供了保护和一些食物。
  • 这个过程被称为内共生
  • 随着时间的推移,两个细胞进化成一个,一种新型的细胞:一种具有
  • 如果线粒体没有进化,我们所知道的生命——由多个细胞构成的生物体——是不可能的。

线粒体还有很多吸引人的地方。如果你感兴趣,请阅读尼克·莱恩的一本好书"权力、性自杀“并对一个小小的豆子似的细胞器产生新的敬意!”

引用这个页面

APA7 MLA8 芝加哥
BioExplorer.net。(2022年8月06)。探索线粒体的功能及其重要性。生物的探险家。//www.stxchamber.com/mitochondria-functions.html/
BioExplorer.net。“探索线粒体功能及其重要性”生物探索者,2022年8月6日,//www.stxchamber.com/mitochondria-functions.html/
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参考文献

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