Органелла · двойная мембрана

Митохондрии

Энергетические станции

В кадре

Митохондрия раскрывается, показывая наружную мембрану, внутреннюю мембрану и её кристы. Холодные оттенки отмечают, куда закачиваются протоны, — между мембранами и внутрь каждой кристы; тёплые — матрикс, в который они возвращаются. Митохондрии перемещаются по микротрубочкам и часто сливаются в ветвящиеся сети. В настоящих клетках они занимают около десятой части цитоплазмы; здесь их нарисовано меньше, чтобы они не заслоняли остальное.

Митохондрии сжигают сахара и жиры с помощью кислорода и запасают энергию в виде АТФ — универсального топлива клетки. Внутренняя мембрана складывается внутрь, образуя кристы, которые связаны с остальной её частью лишь узкими соединениями крист. Дыхательные цепи в кристах выкачивают протоны из матрикса, а АТФ-синтаза — роторный мотор, выстроенный рядами вдоль изогнутых краёв крист, — пропускает их обратно и превращает этот поток в АТФ.

У них даже есть собственная ДНК — реликт бактерий, которыми они когда-то были; вместе с белком TFAM она упакована в нуклеоиды около 100 нм в поперечнике.

Типичный размер

≈ 1 × 2 мкм

В клетке

≈ 1000–10 000

Собственная ДНК

16 569 п. н. · 37 генов

АТФ-синтаза

3 АТФ за оборот

Знаете ли вы?

Каждый день вы расходуете и заново синтезируете примерно столько АТФ, сколько весите сами, и почти весь этот синтез идёт в митохондриях.

Источники

1. How big are mitochondria? · Milo & Phillips · Cell Biology by the Numbers
2. Structure and function of mitochondrial membrane protein complexes · Kühlbrandt 2015 · BMC Biol
3. 7.4 Oxidative Phosphorylation · OpenStax · Biology 2e
4. Association of mitochondria with microtubules in cultured cells · Heggeness et al. 1978 · PNAS
5. Mitochondrial growth and division during the cell cycle in HeLa cells · Posakony et al. 1977 · J Cell Biol
6. 4.3 Eukaryotic Cells · OpenStax · Biology 2e
7. Resolution of distinct rotational substeps by submillisecond kinetic analysis of F1-ATPase · Yasuda et al. 2001 · Nature
8. The Nobel Prize in Chemistry 1997 · NobelPrize.org
9. Dimer ribbons of ATP synthase shape the inner mitochondrial membrane · Strauss et al. 2008 · EMBO J
10. Macromolecular organization of ATP synthase and complex I in whole mitochondria · Davies et al. 2011 · PNAS
11. Sequence and organization of the human mitochondrial genome · Anderson et al. 1981 · Nature
12. The Origin and Diversification of Mitochondria · Roger et al. 2017 · Current Biology
13. Super-resolution microscopy reveals that mammalian mitochondrial nucleoids have a uniform size and frequently contain a single copy of mtDNA · Kukat et al. 2011 · PNAS
14. Mitochondrial DNA · MedlinePlus Genetics (NIH)
15. Daily turnover of ATP · BioNumbers · BNID 105606