Fagstoff

Mitokondrier og ribosomer

Publisert: 18.09.2013, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Pattedyrcelle med plasmanettverk, kjerne og mitokondrier

De ulike organellene i cellene er spesialister på sine oppgaver, men er gjensidig avhengige av hverandre. For å fungere trenger cellene kontinuerlig tilgang på energi i form av ATP. Dette sørger mitokondriene for så lenge de får tilført nok oksygen. Celleåndingen i mitokondriene er også avhengig av flere hundre typer enzymer og proteiner. Disse blir produsert i ribosomene, men det er plasmanettverket som sørger for rask transport av byggesteiner og oppskrifter som ribosomene trenger for å gjøre jobben sin.

Mikroskopbilde av mitokondrium med synlig doble membraner. Foto. Mitokondrie – mikroskopbilde. Mitokondriene er cirka 0,5–1 μm tykke og opptil 7 μm lange.     

 

Modell av mitokondrium med indre og ytre membran. Foto. Modell av mitokondrie med dobbel fosfolipidmembran hvor den indre er sterkt foldet slik at den får stor kontaktflate mot det indre rommet (matriks).   

 

Egg og sædcelle. Foto.Mitokondrier er morsarv. I den befruktede eggcella er det bare mitokondrier fra eggcella; vi arver derfor ingen mitokondrier fra far. Nye mitokondrier dannes ved avsnøring.    

 

Mitokondrier (cellenes kraftverk)

I mitokondriene foregår den aerobe celleåndingen. Her blir energien fra næringsstoffene omdannet til ATP ATP (adenosintrifosfat) er satt sammen av nitrogenbasen adenin, sukkeret ribose og tre fosfatgrupper. ATP er et av cellenes energibærende molekyler – et korttidslager for energi som overfører energi fra ett molekyl til et annet.Det er bindingene mellom fosfatgruppene som er energirike.Når den ene av de tre fosfatgruppene løsner, frigjøres energi. Tilsvarende energimengde må tilføres for å binde den igjen. ADP – adenosindifosfat har bare to fosfatgrupper og er som et utladet batteri. ADP må tilføres energi og en fosfatgruppe for å bli oppladet til ATP igjen. . Farget mikroskopbilde som viser mitokondrier tett i tett og noen lysosomer i denne nyrecella. Illustrasjon. Snitt gjennom nyrecelle med mange mitokondrier. Encellede organismer inneholder ofte bare en mitokondrie, mens menneskets leverceller har fra ett til to tusen mitokondrier (opptil en femdel av volumet).  Dette er små energipakker som brukes til alle energikrevende prosesser i cellene.
Antallet mitokondrier i en celle varierer med hvilke oppgaver cella har, fordi oppgavene styrer energibehovet. En muskelcelle har derfor langt flere mitokondrier enn en hudcelle, og røde blodceller har ingen mitokondrier.

Mitokondriene er pølseformede organeller med dobbel fosfolipidmembran. Siden den innerste membranen er sete for mange viktige enzymstyrte reaksjoner, vil ekstra mange folder gi større overflate og dermed økt produksjon av ATP. I det innerste rommet (matriks) finnes blant annet flere hundre enzymer og mitokondrie-ribosomer, som også er sentrale i celleåndingen.

Uten oksygen stopper celleåndingen

Uten tilgang på oksygen stopper produksjonen av ATP i mitokondriene. De første trinnene i celleåndingen (glykolysen) foregår i cytosol og er uavhengig av oksygen. Denne anaerobe prosessen kan ikke vare lenge fordi den gir lite energi (ATP) og mye avfallsstoff i form av melkesyre.

Endosymbioseteorien – utviklingshistorie

Tegning av hvordan man tror opprinnelsen til mitokondrier og kloroplaster var. Illustrasjon.  Mitokondriene har sitt eget DNA og produserer derfor noen proteiner selv. Siden mitokondrier inneholder små ringformede DNA-molekyler og ribosomer av "bakterietypen", tror man at mitokondriene stammer fra prokaryote mikroorganismer som ble innlemmet i den primitive cella. Denne endosymbioseteorien gjelder også kloroplaster og andre plastider.

Modell av et ribosom i to deler. Illustrasjon. Ribosomer består av to deler. I denne modellen er den lille enheten blå og den store enheten rød. rRNA vises som mørke blå og røde farger, mens de lysere fargene er proteiner.  

Arvestoff – begrepsforklaringer (interaktiv).

Proteinsyntese. Animasjon. Simulering: Her lages et protein som skal skilles ut av cella. Ribosomet leverer den lange rekken av aminosyrer inn i plasmanettverket hvor det blir klargjort for videre transport til golgiapparatet. Der blir proteinet ferdigstilt før det leveres dit det skal. (Ribosomet er gult og grønt, tRNA mørkeblått, og andre proteiner er lyseblå).     

 

Insulin. Illustrasjon.Insulin består av 51 aminosyrer og er et av de minste proteinene som er kjent; kortere proteiner kalles vanligvis polypeptider.  

Ribosomer

Ribosomene er små kornformede "proteinefabrikker" som det finnes et stort antall av i cellene. De er satt sammen av en liten og en stor enhet som består av 60 prosent rRNA og 40 prosent proteiner. 

Celler med ulike funksjoner produserer forskjellige proteiner selv om mange av proteinene er de samme. Bukspyttkjertelcellene produserer insulin, mens noen hudceller produserer fargestoffet melanin.

Celle med organeller. Illustrasjon.   Noen ribosomer er tilknyttet det kornete plasmanettverket (ru ER). Proteiner fra disse ribosomene transporteres inn i nettverket og ofte videre til golgiapparatet før de får sin endelige struktur. Andre ribosomer finnes fritt i cytoplasmaet og produserer proteiner som skal brukes i cytosol.

Proteinsyntese i ribosomene

Ribosomene oversetter (transkriberer) den genetiske koden, fra mRNAmRNA er kopien av et gen og inneholder oppskriften på et protein. , til proteiner. Den store og lille enheten av et ribosom omslutter og flytter seg langs mRNAet. Aminosyrene settes sammen i den rekkefølgen som kodene på mRNA gir, etter hvert som oppskriften leses.
Spill om proteinsyntesen. Skjermbilde.Vitenobjekt: Proteinsyntese.  En lang rekke med aminosyrer kalles et polypeptid. For at proteinet/enzymet skal bli aktivt, må polypeptidkjeden foldes til sin bestemte struktur. Ferdigstilling av proteinene skjer både i plasmanettverket og i golgiapparatet.

Størrelsen på proteinene varierer veldig. De minste kan bestå av 50 aminosyrer, mens de store kan ha flere tusen aminosyrer og være satt sammen av flere polypeptidkjeder. Se proteinstruktur.

Indre og ytre struktur hos bakterie. Illustrasjon.   Organeller som mitokondrier (hos planter og dyr) og plastider (hos planter) har sine egne ribosomer som ligner på prokaryote ribosomer.

 

Oppgaver
Relatert innhold