Mitokondrie

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Elektrontransportkedjan i en mitokondrie.

Mitokondrier är en typ av organeller i eukaryota celler. De har en viktig roll i ämnesomsättningen genom att tillverka adenosintrifosfat (ATP), den molekyl som sedan används som energikälla i de flesta processer i cellen. Här sker den aeroba metabolismen. Antalet mitokondrier i en cell varierar kraftigt beroende på celltyp. Mänskliga leverceller kan innehålla flera tusen. Det förekommer särskilt många mitokondrier i celler med intensiv andning, till exempel hjärta, njurar och rotspetsar.

Mitokondriens centrala process är förbränning av acetylkoenzym A och syre, som fungerar som elektronacceptor i den kemiska reaktionen, till koldioxid, vatten och ATP. Denna process är komplicerad, och kräver en lång rad enzymer som tillsammans brukar kallas elektrontransportkedjan eller andningskedjan.

Struktur[redigera | redigera wikitext]

Mitokondrierna är mycket små, cirka 0,5–1 mikrometer i diameter, och är uppbyggda av två membran där det inre har veck kallade cristae som ger en större yta på vilken de kemiska reaktionerna kan ske. Det yttre membranet har kanaler, uppbyggda av proteiner, genom vilka mindre joner och molekyler kan transporteras. Större molekyler kan inte ta sig igenom detta membran. Det inre membranet omsluter mitokondriens inre, dess så kallade matrix.

På det inre membranet sitter så kallade ATP-syntas-komplex, ett enzym som kan tillverka ATP från fosfat och adenosindifosfat (ADP). Upptäckten och beskrivningen av hur ATP-syntas producerar ATP gav Paul D Boyer, John E Walker och Jens C Skou nobelpriset i kemi 1997.

I det inre finns flera kopior av mitokondrie-DNA:t (vanligtvis 5-10 cirkulära DNA-molekyler per mitokondrie) liksom speciella mitokondriella ribosomer och tRNA för proteinsyntes. Slutligen finns proteiner för DNA-replikation. Mitokondrien producerar dock enbart ca. 13 proteiner själv, resten produceras av värdcellen. Proteiner som ska till mitokondrier produceras i cytosolen och translokeras in i mitokondrien via TIM/TOM-komplexet.

Mitochondrie.svg Genomskärning av en mitokondrie:
  1. inre membran
  2. yttre membran
  3. intermembranområde
  4. matrix

Mitokondrie-DNA[redigera | redigera wikitext]

Mitokondrier är speciella genom att de har eget DNA, mitokondriellt DNA. Mitokondrierna och deras DNA ärvs vanligen endast från äggcellerna, dvs honorna. Spermiens mitokondrier kan dock överföras vid befruktningen, men detta är mer sällsynt.[källa behövs]

Genom att anta en viss genomsnittlig mutationshastighet i mitokondriernas DNA har man beräknat att alla nu levande människor kan härledas från en urmoder (den s.k. mitokondriska Eva) som uppskattas ha levat för cirka 150 000-200 000 år sedan. Det finns alltså bara en obruten linje mor-dotter-dotterdotter o.s.v med endast kvinnor. Alla andra sådana linjer har antingen dött ut eller brutits av en generation med endast manliga individer. Detta betyder dock inte att urmodern var den enda kvinnan i sin generation.

Endosymbiontteorin[redigera | redigera wikitext]

Detta avsnitt är en sammanfattning av Endosymbiontteorin

Mitokondrierna har flera egenskaper som skiljer dem från övriga organeller i mänskliga celler. De innehåller egna ribosomer för proteintillverkning, och de har sitt eget genetiska material, mitokondrie-DNAt. Den genetiska kod som används av detta DNA skiljer sig något från den standardkod som i övrigt används i eukaryota celler.

Enligt endosymbiontteorin härstammar mitokondrien från en självständig prokaryot cell (en bakterie), som sedan upptagits i en större eukaryot cell, och under årmiljonerna utvecklats till våra dagars mitokondrier. En del i denna process har varit att mitokondriegenomet successivt krympt då genetiskt material överförts till cellkärnan eller gått förlorat då dess proteiners funktion fyllts av proteiner kodade av kärn-DNA. Organismen har successivt fått en roll som organell med främsta uppgift att bidra till cellandningen. På ett liknande sätt antas kloroplaster vid en andra endosymbioshändelse ha tagits upp av förfäderna till våra dagars gröna växter.