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线粒体是什么的主要场所

线粒体是什么的主要场所

2023-11-16 13:44 354浏览

线粒体是一种存在于大多数细胞中的微小细胞器,呈现线状或粒状,它在能量制造方面的巨大作用让其闻名于世,它的代谢以及调节功能在细胞中的作用不可缺少。

线粒体是什么的主要场所

线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,通过不断的分裂与融合处于一定的动态平衡之中。线粒体的融合分裂过程对维持细胞的正常生理功能有着重要作用。

线粒体名词解释

线粒体(mitochondrion) 是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器,是细胞中制造能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,被称为“power house”。其直径在0.5到1.0微米左右。

除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外,大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体,但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。

线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系,但其基因组大小有限,是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。

线粒体结构特点

具有双层膜结构,外膜是平滑而连续的界膜,,内膜反复延伸折入内部空间,形成嵴。线粒体具有半自主性,腔内有成环状的DNA、少量RNA和核糖体,它们都能自行分化,但是部分蛋白质还要在胞质内合成。线粒体基质和线粒体内膜上含有呼吸作用有关的酶。

线粒体的功能

1.为细胞提供能量:线粒体是细胞产生能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所。在线粒体基质内进行三羧酸循环,促进脂肪、氨基酸、糖类的氧化生成氧气和水分,并释放大量的能量。

2.储存钙离子:线粒体能与内质网、细胞外基质等结构共同作用,从而促进的细胞内的钙离子浓度的控制,使细胞内的钙离子保持动态平衡。

3.参与细胞代谢过程:当线粒体内膜与外膜接触部位产生PT通道后,会影响线粒体内膜的通透性,使通透性增高,从而导致线粒体跨膜电位的耗散,进而导致细胞凋亡。

线粒体分布

线粒体分布方向与微管一致,通常分布在细胞功能旺盛的区域:如在肾脏细胞中靠近微血管,呈平行或栅状排列;在肠表皮细胞中呈两极分布,集中在顶端和基部;在精子中分布在鞭毛中区。在卵母细胞体外培养中,随着细胞逐渐成熟,线粒体会由在细胞周边分布发展成均匀分布。线粒体在细胞质中能以微管为导轨、由马达蛋白提供动力向功能旺盛的区域迁移。

线粒体大小

线粒体的直径一般为0.5-1.0μm,长1.5-3.0μm,在光学显微镜下可见。在动物细胞中,线粒体大小受细胞代谢水平限制。不同组织在不同条件下可能产生体积异常膨大的线粒体,称为“巨线粒体”(megamitochondria):胰脏外分泌细胞中可长达10-20μm;神经元胞体中的线粒体尺寸差异很大,有的也可能长达10μm;人类 成纤维细胞的线粒体则更长,可达40μm。有研究表明在低氧气分压的环境中,某些如烟草的植物的线粒体能可逆地变为巨线粒体,长度可达80μm,并形成网络。

线粒体与衰老

线粒体是直接利用氧气制造能量的部位,90%以上吸入体内的氧气被线粒体消耗掉。但是,氧是个“双刃剑”,一方面生物体利用氧分子制造能量,另一方面氧分子在被利用的过程中会产生极活泼的中间体(活性氧自由基)伤害生物体造成氧毒性。生物体就是在不断地与氧毒性进行斗争中求得生存和发展的,氧毒性的存在是生物体衰老的最原初的原因。线粒体利用氧分子的同时也不断受到氧毒性的伤害,线粒体损伤超过一定限度,细胞就会衰老死亡。生物体总是不断有新的细胞取代衰老的细胞以维持生命的延续,这就是细胞的新陈代谢。

线粒体的起源

内共生假说

认为线粒体原是一种好氧细菌。在长期进化过程中,这种好氧细菌进入体积较大的厌氧的原核细胞中与之共生,逐步丢失对它们生存不重要的一些功能,并将原有的遗传信息大部分转移合并到宿主细胞,而变成现今真核细胞的线粒体。它的有限自主性乃是进化的遗迹。内共生假说获得较多生化研究的支持,因为体现线粒体自主性的环状DNA等组份往往与当今原核细胞的相应部分更为相似。

非共生假说

认为比较高等的好氧细菌在进化过程中伴随着呼吸功能的增加,细胞膜表面发生内陷借以扩张其表面面积,并逐步形成一些由膜围成的微囊,如果在形成时包进一个游离的DNA分子片段,就成为原线粒体,以后逐步演化变成现今的线粒体。根据非共生假说,线粒体乃是真核细胞形成过程中细胞内部演化的产物。这个假说的生化证据较少(见细胞起源)。

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