Ugrás a tartalomhoz

Sejtbiológia

Balázs Margit (2011)

Debreceni Egyetem

A mitokondrium szerkezete

A mitokondrium szerkezete

A mitokondriumok többnyire pálcika alakú, a citoplazmában elhelyezkedő sejtorganellumok, fontos szerepet játszanak a sejtlégzésben. Elsődleges feladatuk a sejtek működéséhez szükséges energia előállítása és elraktározása. Számuk fajonként és sejttípusonként változik. A mitokondriumok összesített térfogata kiteheti a citoplazma térfogatának 25%-át is. A legtöbb eukarióta sejtben a mitokondriumok száma több száz is lehet. Például a májsejtekben számuk elérheti akár az ezret is, szívizomszövet sejtjeiben akár kitehetik a sejtek citoplazmájának felét is; a legtöbb mitokondriumot az izomsejtek tartalmazzák. A mitokondrium egyike a legnagyobb sejtorganellumoknak (csak a sejtmag, a vakuólumok ill. a növényi sejtekben a kloroplasztok nagyobbak náluk). Méretük elég nagy ahhoz, hogy fénymikroszkópban is megfigyelhetők legyenek, de részletes szerkezetük csak elektronmikroszkóppal tanulmányozható. Vastagságuk néhány mikrométertől több mikrométerig terjedhet.

2.5. ábra - Tüdőszövet metszetének transzmissziós elektronmikroszkópos felvételénekrészlete. Az ábra a mitokondriumokat mutatja.

Tüdőszövet metszetének transzmissziós elektronmikroszkópos felvételénekrészlete. Az ábra a mitokondriumokat mutatja.

A különböző sejtekben az ábrán bemutatott struktúrától eltérő szerkezet is előfordulhat, pl. egyes sejtekben nem laposredők, hanem lapos csövek ún. tubuláris szerkezetek jönnek létre. Előfordul, hogy a mitokondriumok alakja nem pálcikaszerű, hanem gömbölyű, többszörösen elágazódnak, vagy más formában jelennek meg. Lokalizációjukra jellemző, hogy sokszor az energia felhasználás helyéhez közel helyezkednek el (pl. vesehámsejtek ún. bazális csíkozata közelében).

A mitokondriumokat két membrán határolja, melyek nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. A külső membránnak kb. 50%-a lipid, a másik 50%-a fehérje, a külső membrán viszonylag egyszerű szerkezettel jellemezhető. A külső membrán fehérjéi (ún. porin fehérjék) olyan, a membránt átívelő csatornákat képeznek, melyek könnyen átjárhatók, permeábilisak az anyagcsere több intermedierjére, a kisméretű (pl. protonok) és nagyobb molekulák (akár 5-10 kD) számára egyaránt. A két membrán közül a belső membrán elengedhetetlen a mitokondrium speciális funkciójához. A belső membrán szerkezete sokkal bonyolultabb, kevésbé átjárható, pl. átjárhatatlan valamennyi ionra. A fehérje arány a belső membránban magasabb, mint a sejtmembránban: 20% lipidet és 80% fehérjét tartalmaz. Májestekben pl. 17-szer nagyobb a mitokondriumok belső membránjának a területe, mint a plazmamembráné. A belső membrán felületét nagymértékben megnövelik a mátrixba benyúló lemezszerű betüremkedések, az ún. kriszták. A mitokondriális ciszták által bezárt területet mátrixtérnek nevezzük.

2.6. ábra - Eukarióta sejtek mitokondriumának szerkezete

Eukarióta sejtek mitokondriumának szerkezete

A mátrixban találhatók a cukrok, zsírsavak terminális oxidációjában szerepet játszó enzimek, valamint a mitokondrium saját DNS-én kívül tRNS, valamint a fehérjéket előállító riboszómák is. Az utóbbiak arra utalnak, hogy a mitokondriumnak saját genetikai információja és génexpressziós rendszere van. Fontos megjegyezni, hogy a mitokondriumban található riboszómákban a mitokondriális fehérjék mindössze 5%-a szintetizálódik, a többit a sejtmag által vezérelt fehérjeszintézis állítja elő. A citoplazmában szintetizálódó fehérjék olyan jellel rendelkeznek, melyek segítségével felismerik a mitokondriumot. A jel abban is segít, hogy megtalálják lokalizációjukat a két membrán között vagy átjutnak a két membránon.