Ćelijske Organele: Mitohondrije i Ribozomi

Mitohondrije

Mitohondrije su membranske organele čija je osnovna uloga proizvodnja energije u vidu ATP-a (adenozin–trifosfat). Imajući ovo u vidu, jasno je da broj mitohondrija u jednoj ćeliji zavisi od njenih energetskih potreba.

Na primer, ćelije jetre (hepatociti) su izuzetno aktivne i troše veliku količinu energije. Samim tim, moraju imati i veliki broj mitohondrija.

Poreklo mitohondrija

Za mitohondrije se često kaže da su „prokariote u eukariotama“. Razlog je to što mitohondrije poseduju sopstveni genom i delimično su autonomne.

Genom im je, isto kao i kod prokariota, cirkulatorna DNK a osim toga poseduju i 70S ribozome koji su karakteristični za prokariotske ćelije.

Smatra se da su prethodnici mitohondrija bili prokarioti koje su fagocitovale eukariotske ćelije. Međutim, umesto da ih unište, eukarioti su stupili u simbiozu sa njima. Vremenom, prethodnici mitohondrija su izgubili deo svog genoma i postali zavisni od eukariotskih ćelija.

Građa mitohondrija

Mitohondrije su membranske organele ovalnog oblika, raspoređene po čitavoj citoplazmi, a naročito grupisane u regijama velike potrošnje energije.

Ključna karakteristika ovih organela jeste da imaju dve membrane: spoljašnju i unutrašnju. Spoljašnja membrana je u kontaktu sa citoplazmom, a između spoljašnje i unutrašnje membrane se nalazi intermembranski prostor. Unutrašnja membrana ograničava prostor u kom se nalazi mitohondrijalni matriks. (slika 1.)

Spoljašnja membrana ima veliku količinu porina. Ovo su kanali koji su izuzetno propustljivi i omogućavaju mnogim supstancama da prodru u intermembranski prostor. Iz ovog razloga, sastav intermembranskog prostora je sličan sastavu citoplazme. (slika 1.)

Unutrašnja membrana je bogata kardiolipinom (cardiolipin). Ovo je fosfolipid koji značajno smanjuje propustljivost membrane, što znači da mnoge supstance ne mogu da prodru u unutrašnjost mitohondrija. (slika 1.)

Sa unutrašnje strane unutrašnje membrane, nalaze se različiti proteinski kompleksi čija sposobnost katalizacije hemijskih reakcija omogućava oksidativnu fosforilaciju i stvaranje ATP-a.

Mitohondrijalni nabori – Kriste

Dok je spoljašnja membrana mitohondrija glatka, unutrašnja je izuvijana. Razlog ovoga je što se sa prevojima značajno povećava površina. Veća površina znači i više mesta za proteine (enzime) ključne za stvaranje ATPa.

Prevoji tj. nabori unutrašnje membrane se još nazivaju i kriste (cristae). Koliko će ih jedna mitohondrija imati, takođe zavisi od energetskih potreba ćelije. Jednostavno rečeno,  što su veće energetske potrebe ćelije, to je veći broj krista.

Kriste su u glavnom orjentisane poprečno u odnosu na longitudinealnu osu mitohondrija. Mđutim u nekim ćelijama (npr. hepatociti) kriste su paralelne sa longitudinealnom osom. (slika 2.)

Ribozomi

Ribozomi su male, nemembranske organele koje igraju ključnu ulogu u translaciji. Translacija je proces sinteze proteina, u kom se redosled nukleinskih kiselina RNK prepisuje u redosled specifičnih amino-kiselina (gradivna komponenta proteina).

U eukariotskoj ćeliji postoje dve vrste ribozoma: 70s Ribozomi koji se nalaze u mitohondrijama i 80s Ribozomi koji su prisutni u citoplazmi.

80s Ribozomi su izgrađeni iz dve asimetrične subjedinice: Mala subjedinica (40s) i Velika subjedinica (60s). Svaka od subjedinica je izgrađena iz proteina i ribozomalne RNK (rRNK). (slika 3.)

Ribozomi mogu biti slobodni, kada plutaju po citoplazmi i ključni su za sintezu citosolnih proteina. To su proteini koji će se dalje koristiti od strane same ćelije.

Pored slobodnih, postoje i vezani ribozomi. Oni su pričvršćeni za spoljašnju membranu granulisanog endoplazmatskog retikuluma (GER) .

Proteini koje oni sintetšu se odmah transportuju u GER gde podležu daljoj obradi. Ovo su uglavnom proteini koji će se dalje izlučiti iz ćelije, proteini koji se zbog svoje aktivnosti moraju izdovjiti iz citoplazme (npr. enzimi) ili proteini koji se dalje ugrađuju u ćelijsku membranu.