Adaugat la data: 2010-08-11
de catre: danutza
Numar pagini: 3
Tip document: .doc
Nivel: Liceu
Dimensiune: 50.5 KB
Downloads: 1
Credite: 0

Din referat: Mitocondriile uzinele energetice celulare

Mitocondriile  „uzinele energetice celulare”

Mitocondriile sunt organite complexe, prezente în celulele tuturor organismelor aerobe (oxibionte). Contin numeroase enzime capabile de a degrada unele substante organice pâna la dioxid de carbon si apa si de a pune în libertate o mare cantitate de energie. De aici si numele lor, sugestiv, de uzinele energetice ale celulei.

Mitocondriile au aspectul unor vezicule elongate, cu un contur neregulat, care se pot fragmenta sau , dimpotriva, pot fuziona.

Diametrul redus face dificila observarea lor “in vivo” la microscop. Dupa o colorare adecvata (ex. cu solutia Lugol sau verde de Janus) ele devin vizibile sub forma unor granule sau bastonase.

Într-o celula sunt numeroase mitocondrii;ansamblul lor formeaza condriomul  celular.

Cercetarile electromicroscopice au relevat existenta unui plan unic de organizare al mitocondriilor. O mitocondrie prezinta 2 componente structural – functionale: învelisul si matrix mitocondrial sau condrioplasma.

Învelisul mitocondrial – separa condrioplasma de hialoplasma (citosol); este format din doua membrane distincte.

Membrana externa este neteda, prezinta numerosi pori si este mult mai permeabil decât cea interna. Membrana interna se pliaza si formeaza numeroase cute numite criste.

Prin formarea acestor, suprafata membranei se mareste de pâna la 10 ori. Spre deosebire de cea externa, membrana interna este înalt impermeabila si este energizanta, adica are rol în conversatia si stocarea energiei sub forma de ATP.

Acest potential se datoreaza faptului ca ea contine masinaria biochimica care functioneaza în respiratia aeroba, catenele respiratori.

Matrixul  mitocondrial – reprezinta o mixtura de solutii de substante organice si minerale.

Dominante sunt enzimele care catalizeaza degradarea acidului piruvic în cadrul unei serii ciclice de reactii cunoscuta sub numele de ciclul Krebs.

În matrix este înglobat un întreg aparat genetic de tip procariot, reprezentat de molecule de ADN si ARN, ribozomi, enzime si alti factori implicati în replicare, transcriere si translatie, ceea ce constituie un puternic argument în sprijinul ipotezei endosimbiotice, care postuleaza originea bacteriana a mitocondriilor.

Gratie acestui aparat genetic, propriu, mitocondriile sunt definite ca organite semiautonome, capabile de a sintetiza multe din moleculele structural – functionale proprii.

Mitocondriile se perpetueaza prin diviziune (condriotomie), fragmentare sau înmugurire. Se transmit de la o generatie celulara la alta;manifesta continuitate genetica si nu se formeaza niciodata „de novo”.

Mitocondriile joaca  un rol  important în respiratia celulara

Mitocondriile au o compozitie chimica strict specializata, capabila de a cataliza reactiile etapei (fazei) oxigenice a procesului de respiratie.

Prin urmare, functia esentiala a mitocondriei este cea legata de respiratia celulara

Respiratia celulara este un proces biologic complex în cadrul caruia sunt degradate substante organice pâna la substante minerale, printr-o serie de reactii oxidative, cu eliberarea energiei în interiorul celulei.

Energia chimica inclusa în moleculele organice nu poate fi utilizata direct pentru diversele activitati celulare, nici chiar celulele care o produc, ca urmare, este necesar ca aceasta chimica sa fie convertita într-o forma mai accesibila de „cheltuit”.

Aceasta transformare are loc în timpul respiratiei, când energia rezultata din degradarea substantelor organice este utilizata pentru sinteza unei molecule speciale (o nucleosida) denumita adenozin trifosfat(ATP), din adenozin difosfat(ADP) si fosfat anorganic(P), conform reactiei:

ADP + P + E (energie conservanta) —› ATP

ATP a fost numit moneda energetica a celulei. Odata sintetizat, el este transferat de la locul de sinteza în alte compartimente ale celulei unde energia este utilizata în diverse procese celulare: absortia substantelor nutritive împotriva unui gradient de concentratie, sinteza de noi substante (proteine, glucide, acizi nucleici etc.), edificarea unor structuri celulare (ex. microtubuli, citoschelet, fus de diviziune), transportul intracelular, miscarea organitelor locomotori (flageli, cili, pseudopode) s.a.

Energia ATP este eliberata prin degradarea (hidroliza) acestuia la ADP + P, printr-o reactie inversa celei anterioare:

ATP —› ADP + P + E(energie metabolica)

În timpul unei reactii de oxidare, un atom sau o molecula pierde electroni. Întrucât în natura nu exista electroni în stare libera, înseamna ca ei vor fi luati de la un atom al altei molecule.

Achizitia unui electron constituie o reactie de reducere. Reducerea este o reactie care absoarbe energie. Dimpotriva, oxidarea este o reactie care degaja energie.

În celulele vii orice reactie de oxidare formeaza „o pereche” de reactii interdependente, cunoscuta sub numele de reactie de oxido-reducere. Cele doua reactii cuplate pot fi reprezentate astfel:

X —› X + 1 electron;  Y + 1 electron —› Y
                       oxidare                 reducere
                                      (X =molecula oxidata; Y = molecula redusa)

   
Molecula care pierde electroni este donatoare de electroni si se oxideaza;

Molecula care primeste electroni este acceptoare de electroni si se reduce.

Moleculele organice cu un numar mare de atomi de hidrogen (superior celui  al atomilor de oxigen) sunt surse eficiente de energie, deoarece tind sa piarda electroni si ioni de hidrogen.

O astfel de molecula este si cea de glucoza (C6H12O6) în care numarul atomilor de hidrogen este dublu fata de cel al atomilor de oxigen. Degradarea glucozei în respiratie poate fi sintetizata prin urmatoarea reactie oxidativa:

C6H12O6 + 6H2O —› 6CO2 + 6H2O + 36 mol ATP (=686 Kcal)

În acest fel energia este eliberata din „închisoarea” moleculelor organice.

În forma sa cea mai simplificata, oxidarea implica unirea unor substante cu oxigenul, fenomen cunoscut si sub numele de ardere.

În arderea unui bat de chibrit oxigenul din aer se uneste cu lemnul, pe care-l  degradeaza pâna la dioxid de carbon si apa. Concomitent este eliberata energie sub forma de caldura si lumina.

Respiratia, care implica o serie de reactie de oxidare, este, asadar, un proces analog arderii unui combustibil.

Totusi, într-o viziune mai profunda si cuprinzatoare, reactiei oxidative din respiratie sunt arderi lente, cu degajare progresiva, în cantitati foarte ici, a energiei eliberate.

Se evita astfel arderea celulei si se ofera posibilitatea ca celula sa conserve energiei eliberata.

Mai mult decât atât, unele procese oxidative – respiratorii se pot desfasura în absenta oxigenului, acceptorul final de electron fiind compus anorganic sau mai rar organic. Aceasta este respiratia anaeroba.

În cadrul procesului de respiratie, reactiile oxidative prin care se elibereaza energia sunt cuplate cu reactii care absorb energia. Aceste reactii cuplate sunt cheia reactiilor în procesele biosintetice.

Procesul respiratiei celulare poate fi divizat în doua faze/etape:
   
Etapa citosolica, anaeroba/anoxigenica

Etapa mitocondriala, aeroba/oxigenica

Prima etapa cunoscuta sub numele de glicoliza are loc în citosol (hialoplasma) si nu este dependenta de prezenta oxigenului.

În aceasta faza  o molecula de glucoza este rupta cu ajutorul unor enzime în doua molecule mai mici, cu 3 atomi de carbon, de acid piruvic.

Totodata se elibereaza o anumita cantitate de energie, pe baza careia sunt sintetizate doua molecule de ATP.