§ 4. Митохондрии

Митохондрии — клеточные органоиды, которые находятся во всех живых клетках и рассеяны в цитоплазме. Форма их очень разнообразна и изменчива, они имеют вид зернышек, цилиндриков, палочек или нитей (рис. 7). Длина митохондрий — несколько микронов, толщина в среднем 0,5—1,0 мк. В световом микроскопе структура их не различает­ся В зависимости от типа и состояния клетки количество митохондрий варьирует от нескольких де­сятков до нескольких тысяч, в среднем же их в клетке несколько сотен. Митохондрии отличаются от цитоплазмы несколько боль­шей плотностью и вязкостью и химическим составом. Это очень чувствительные образования, легко разрушающиеся или изме­няющие свою форму под действием неблагоприятных усло­вий.

Значение митохондрий в жизнедеятельности клетки и их строе­ние до последнего времени оставались неясными. Снару­жи они отграничены оболочкой, состоящей из двух параллельных мембран и светлого промежутка между ними, заполненного водянистым содержимым. Наружная мембрана обычно сплош­ная, а внутренняя дает выступы в виде складок или трубочек, увеличивающих внутреннюю активную поверхность митохонд­рии. Эти складки и трубочки называются гребнями, или кристами. Кристы у митохондрий растительных клеток располагаются в беспорядке. Все пространство между кристами заполнено относительно плотным по сравнению с цитоплазмой материалом, по-видимо­му, белкового происхождения, который называется матриксом, или основным веществом митохондрии (рис. 8). Матрикс обычно бесструктурен, но часто содержит

Рис.7. Клетка древесинной па­ренхимы белой акации Крупными чер­ными точками и штрихами пока­заны многочисленные митохон­дрии:

1-оболочка, 2 — пора в оболочке, 3 —ядро, 4-вакуоля, 5-пластида

зернышки и волокна (микрофибрил­лы). Возможно, что последние представляют собой структурный белок и содержат ДНК.

Строение митохондрии изменяется с возрастом клетки. В моло­дых, эмбриональных клетках тело митохондрии недифференцировано, внутренняя структура выражена кристы немногочисленные и короткие. Во взрослой клетке кристы обычно становятся более многочисленными, их длина увеличивается, основное вещество приобретает зернистую струк­туру (см. рис. 8,). Обилие крист наблюдается у клеток с вы­сокоактивной жизнедеятельностью. У стареющей клетки кри­сты уменьшаются, превращаясь в неправильные трубочки, а зернистость матрикса исчезает. При повреждающем действии на растение низких и высоких температур или при его голода­нии наблюдается сильное набухание митохондрий (увеличение их размеров), разжижение матрикса, появление внутри мито­хондрий многочисленных пузырьков и, наконец, потеря внутрен­ней мембранной структуры.

Каждая митохондрия — это своеобразная внутриклеточная лабо­ратория, где происходит дыхание, при котором потенциальная

Рис. 8. Строение митохондрий. Увеличение 35 000. А — митохондрии из эмбриональной клетки кончика корня; Б — митохондрии из клетки взрослого листа элодеи: / — кристы, 2 и 3— наружная и внутренняя мембраны оболочки митохондрии, 4 —матрикс

энергия, заключенная в питательных веществах, освобождается и направляется на поддержание жизнедеятельности клетки. По­этому клетки с высокой активностью освобождают большее ко­личество энергии и содержат большое число митохондрий. Освобождение и перенос энергии осуществляется с помощью огромного числа ферментов, они сосредоточены в основном на мембранах митохондрий.

Мембрана, обладая избирательной проницаемостью, контроли­рует поступление веществ в митохондрию и из нее .В наружной мембране митохондрии могут образовываться временные отверстия, открывающиеся непосред­ственно в гиалоплазму. Митохондрии довольно часто (особенно в период высокой активности клетки) соприкасаются с элемен­тами, эндоплазматической сети, а иногда прижимаются к ядер­ной оболочке. Митохондрии пассивно перемещаются в клетке током цитоплаз­мы и при этом постоянно меняют свою форму. Митохондрии способны и к.активно­му движению, скапливаясь у тех участков цитоплазмы, которые в данный момент находятся в состоянии наиболее высокой ак­тивности.

В вопросе о происхождении митохондрий до сих пор нет полной ясности. Наиболее распространена точка зрения, согласно кото­рой митохондрии являются постоянными клеточными органои­дами, которые распределяются между дочерними клетками во время деления клетки. После этого число митохондрий увеличи­вается за счет их делений. Другая, более новая и завоевываю­щая все большее число сторонников точка зрения состоит в том, что митохондрии представляют собой непостоянные и недолговечные органоиды, распадающиеся и образующиеся в течении всей жизни клетки.