О малоизвестном в биологии и медицине: митохондрии…

Митохондрии открыли в середине XIX века, и в течение 150 лет почти все считали, что ее единственная функция — быть энергетической машиной клетки. Организм получает питательные вещества, они доходят до митохондрий, где превращаются в молекулы АТФ. Организм использует энергию АТФ, расходуя ее на проведение нервного сигнала, мышечное сокращение, образование тепла, синтез нужных клеточных компонентов, уничтожение ненужных веществ и так далее.
Митохондрии, вероятно, сформировались около миллиарда лет назад, когда в какую-то анаэробную бактерию внедрилась другая бактерия, которая эффективно использовала кислород. Бактерия, в которую внедрилась другая бактерия, защищаясь от своей помощницы, вынуждена была укрыть оболочкой свою ДНК, в результате чего возникло ядро клетки. Так возникла эукариотическая форма жизни.
Для бактерий-митохондрий жизнь внутри более крупных клеток имела ряд преимуществ. Можно было обеспечить больший запас различных веществ, которые можно хранить не внутри ограниченного собственного объема, а снаружи, но рядом. Эта ситуация не изменилась и впоследствии. И сейчас, в условиях, когда клетка вдруг перестает получать кислород и питательные вещества, то есть митохондрия уже не может быть энергетической машиной клетки, она возвращается в состояние бактерии — она начинает поглощать АТФ из клетки хозяина для того, чтобы обеспечить генерацию разницы мембранных потенциалов на своей мембране и поддержать свои собственные процессы.

Команда биохимика Питера Шульца (Peter Schultz) воспроизвела в лаборатории процесс соединения дрожжей S. cerevisiae и бактерий кишечной палочки E. coli.
Имитируя процесс возникновения симбиоза древних бактерий давший начало эукариотам. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые отмечают, что превращение свободноживущих микробов во внутриклеточных симбионтов оказалось куда проще, чем они предполагали. Для этого они «отключили» собственные митохондрии дрожжей, а, кроме того, гены кишечной палочки, позволяющие бактерии синтезировать необходимый им витамин В1 (тиамин). Таким образом, и те и другие организмы могли обмениваться нужными им веществами. Оставалось дополнить бактерии транспортными белками, переносящими АТФ и АДФ через их мембрану. Со временем клетки кишечной палочки разрушались и переваривались клетками дрожжей, ученым пришлось внесли в дрожжи гены белков SNARE, позаимствованные у болезнетворных хламидий и препятствующие работе лизосом. Этого оказалось достаточно: кишечные палочки выживали внутри дрожжей в течение десятков поколений. Микробы успешно производили и выделяли АТФ и сами, в свою очередь, получали от дрожжей тиамин, как при действительно взаимно полезном симбиозе.

В самом конце ХХ века было выявлено, что митохондрии, отвечают и за гибель клетки. Нужна ли клеточная смерть организму? Да, но не для всех клеток, а только для дефектных. Это обязательный процесс для тех клеток, которые бесконтрольно делятся — если их не уничтожить будет разрастание ткани, которое может быть нежелательным. Пример: избыточная жировая ткань (очень правильно это назвали целлюлитом), опухоли разных тканей.

Болезней связанных с неправильным функционированием митохондрий очень тяжелых и почти не поддающихся лечению выявлено уже больше сотни. Есть великое множество болезней, предположительно обусловленных неправильным функционированием митохондрий. Существуют теории митохондриального происхождения рака, болезни Паркинсона, Альцгеймера и других — с весьма достойным научным подтверждением. Появилась даже митохондриальная медицина.

По kommersant.ru

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Solve : *
13 − 3 =