mitokondrie

Verificeret
Artiklens indhold er godkendt af redaktionen.

Mitokondrie. Skematisk tegning af et mitokondrie med et stærkt forstørret udsnit af dets ydre og indre membran. Ydermembranen indeholder proteinet porin, som giver passage for mindre, vandopløselige stoffer; store molekyler og vanduopløselige fedtsyrer overføres af særlige transportsystemer. Al stoftransport gennem indermembranen sker via specifikke transportører med undtagelse af oxygen (O2) og kuldioxid (CO2), der let passerer membranen ved diffusion.

mitokondrie, cellestruktur (organel), der medvirker ved energistofskiftet i eukaryote celler (celler med cellekerne). Mitokondrierne kan betragtes som cellens kraftværker, da det hovedsagelig er i disse, cellens energimolekyler, ATP, dannes. ATP-dannelsen sker under forbrug af oxygen (ilt) gennem en række kemiske reaktioner, der tilsammen betegnes oxidativ fosforylering; respiration er således knyttet til mitokondrierne. Se også celle (cellens stofskifte).

Ordet mitokondrie kommer af græsk mitos 'tråd' og chondrion, dim. af chondros 'korn'.

Et mitokondrie er cylindrisk, 0,5-1 μm tykt og op til 10 μm langt. En ydre og en indre membran, som er indbyrdes adskilt af et snævert spalterum, afgrænser mitokondriet mod resten af cellen. Indermembranen indeslutter mitokondriets matrix og danner folder (cristae), der strækker sig ind i matrix og øger membranarealet. Ydermembranen er gennemtrængelig for mindre molekyler, mens indermembranen kun tillader en reguleret transport af udvalgte stoffer. Mitokondrier deler sig på en måde, der minder om bakteriecellers deling.

Stofskifteprocesser

I mitokondriets matrix nedbrydes fedtsyrer, der stammer fra fødens indhold af fedtstoffer, og pyruvat, der især dannes ved nedbrydning af kulhydrater og i mindre omfang aminosyrer. Under nedbrydningen dannes stoffet acetylcoA. I matrix findes også de enzymer, der i citronsyrecyklus viderenedbryder acetatdelen af acetylcoA. Et affaldsprodukt fra disse processer er kuldioxid (CO2), som udskilles af kroppen, hos hvirveldyr via lungerne. Under stofomsætningen overføres elektroner til særlige elektronacceptorer (NAD og FAD), der overfører elektronerne til den såkaldte respirationskæde eller elektrontransportkæde, der er indbygget i mitokondriets indermembran. Kæden er sammensat af komplicerede makromolekyler og mindre molekyler som cytochromer og ubiquinon (coenzym Q eller Q10), der koblet i serie transporterer elektronerne ned gennem kæden for til sidst at overføre dem til O2, som så reagerer med brintioner (H+) under dannelsen af vand (H2O).

Transporten af elektroner gennem respirationskæden frigiver trinvis gennem kædens enkeltreaktioner store mængder energi. Denne omsættes af særlige enzymer til transport af H+ fra mitokondriematrix til rummet mellem inder- og ydermembran. Den således opbyggede protongradient (H+- eller pH-gradient) repræsenterer en potentiel energimængde, der udnyttes til dannelse af cellens energimolekyle, ATP: Et særligt enzymkompleks i indermembranen, ATPsyntase, omsætter de indstrømmende protoners energi til kemisk bundet energi i ATP. ATP forlader mitokondriet og kan videregive energien til de celleprocesser, der har energibehov.

Mitokondrie. Elektronmikroskopi af et hvidt blodlegeme, en lymfocyt, fra et menneske, forstørret cirka 7000 gange. I midten ses den orangebrune cellekerne; her ligger kromosomerne, som er opbygget af DNA og indeholder arveanlæggene. Et befrugtet æg indeholder et sæt kromosomer fra begge forældre og udtrykker arven fra begge.

Dannelse af ATP ved oxidativ fosforylering er en meget effektiv udnyttelse af den kemiske energi i føden. Således videregives ca. 40% af den kemiske energi i sukkeret glukose til ATP: For hvert glukosemolekyle dannes ca. 30 ATP-molekyler. Den overskydende energi (60%) frigives som varme. Ved dannelse af ATP uden ilt (anaerob (iltfri) glykolyse) dannes kun to ATP-molekyler for hvert glukosemolekyle.

Celler med stort energiforbrug har mange mitokondrier; der er over 1000 i en levercelle, hvor de udgør ca. 20% af cellens volumen. I en celle med stigende energibehov, fx en muskelcelle under træning, vil mængden af mitokondrier øges ved vækst og deling.

En række giftstoffer, fx blåsyre, afbryder respirationskæden, mens andre afkobler (kortslutter) ATP-dannelsen ved som en ionofor at transportere H+ tilbage til matrix uden om ATPsyntasen, hvorved den energi, der ville være bundet i ATP, tabes som varme. I de såkaldte brune fedtcellers mitokondrier findes en naturlig afkobler, thermogenin, se fedtvæv.

Mitokondrier kan foruden de nævnte enzymsystemer indeholde specielle enzymer i bestemte væv. Således findes nogle af de enzymer, der er nødvendige for urinstofdannelsen, i levercellers mitokondriematrix.

Mitokondriets arvemasse

Mitokondrier indeholder ligesom planternes kloroplaster et antal kopier af et ringformet, dobbeltstrenget DNA-molekyle, kaldet mitokondrie-DNA eller blot mtDNA. I modsætning til cellekernens DNA er mtDNA ikke knyttet til histoner (se også kromosom) og mangfoldiggøres (replikeres) uafhængigt af dette.

MtDNA nedarves hos mennesket og langt de fleste dyr kun fra ægcellen, da sædcellens mitokondrier ikke trænger ind i ægget ved befrugtningen. Tilsvarende hos flertallet af blomsterplanterne, idet pollenkornets mitokondrier ikke tilføres frøet.

Mitokondriets DNA er af nær samme størrelse, 16.000-19.000 basepar, hos alle dyr, men er betydelig større og mere varierende blandt svampe, alger og planter. Hele menneskets mtDNA-sekvens på 16.569 basepar er kendt. Det humane mitokondriegenom koder for 13 proteiner, 2 rRNA- og 22 tRNA-molekyler, der alle har funktioner i mitokondriet; det store flertal af mitokondriets proteiner dannes imidlertid i cellens cytoplasma, styret af gener beliggende i cellekernen, og importeres fra cytoplasma af mitokondriet.

Analyse af DNA-variation i mitokondriegenomet kan benyttes til udredning af stamtræer (se fylogeni). Metoden kan desuden anvendes som et molekylært ur til tidsfæstelse, da mutationer ophobes langt hurtigere i mtDNA end i kerne-DNA; mtDNA muterer ca. ti gange hyppigere end kerne-DNA. Metoden har bl.a. fundet anvendelse under rekonstruktionen af menneskets forhistorie.

Der er store ligheder mellem bakterier og mitokondrier, bl.a. i DNA- og ribosomstrukturen samt den måde, hvorpå de deler sig. Disse og andre ligheder er baggrund for den teori, at mitokondrier har deres oprindelse i en måske 2 mia. år gammel symbiose mellem en anaerob eukaryotcelle og en aerob (respirerende) bakterie, hvor den aerobe bakterie med tiden udviklede sig til mitokondriet; se også endosymbiont-hypotesen og kloroplast.

Læs også om mitokondriesygdomme.

Underemner

 

Find bøger

   
   Find Lydbøger
hos Storytel
   Find bøger
bogpriser.dk
   Studiebøger
pensum.dk
   Læs e-bøger
hos Ready

 

© Dette billede må du ...

Mitokondrie. Elektronmikroskopi af et hvidt blodlegeme, en lymfocyt, fra et menneske, forstørret cirka 7000 gange. I midten ses den orangebrune cellekerne; her ligger kromosomerne, som er opbygget af DNA og indeholder arveanlæggene. Et befrugtet æg indeholder et sæt kromosomer fra begge forældre og udtrykker arven fra begge.

© Dette billede må du ...

Mitokondrie. Skematisk tegning af et mitokondrie med et stærkt forstørret udsnit af dets ydre og indre membran. Ydermembranen indeholder proteinet porin, som giver passage for mindre, vandopløselige stoffer; store molekyler og vanduopløselige fedtsyrer overføres af særlige transportsystemer. Al stoftransport gennem indermembranen sker via specifikke transportører med undtagelse af oxygen (O2) og kuldioxid (CO2), der let passerer membranen ved diffusion.

Viser 2 af 2 billeder

Filer

FilTilføjet af 
[+320530.801.svg (277.49 kB)

Mitokondrie. Skematisk tegning af et mitokondrie med et stærkt forstørret udsnit af dets ydre og indre membran. Ydermembranen indeholder proteinet porin, som giver passage for mindre, vandopløselige stoffer; store molekyler og vanduopløselige fedtsyrer overføres af særlige transportsystemer. Al stoftransport gennem indermembranen sker via specifikke transportører med undtagelse af oxygen (O2) og kuldioxid (CO2), der let passerer membranen ved diffusion.

Admin

05/02/2009

Nyhedsbrev

Om artiklen

Seneste forfatter
Redaktionen
26/05/2011
Oprindelige forfattere
JTrJ
01/02/2009
SNørby
01/02/2009

© Gyldendal 2009-2014 - Powered by MindTouch Deki