– Pojďme se ponořit do světa mitochondrií, které jsou asi mou nejoblíbenější organelou. Takže si jen trochu zopakujeme, co jsou mitochondrie, a pak se můžeme ponořit trochu hlouběji do jejich struktury. Představme si tedy buňku, a to ne ledajakou, ale eukaryotickou. To je buněčná membrána, a když se řekne eukaryot nebo eukaryotická buňka, většinou se řekne: „Aha! Ta musí mít svou jadernou DNA „v jádře vázaném na membránu.“ A to bude pravda, takže si nakresleme naše jádro vázané na membránu. To je naše jaderná membrána. Tady máte svou DNA, takže nakresleme nějakou DNA. Ale když mluvíme o eukaryotických buňkách, nemluvíme jen o jádře vázaném na membránu, mluvíme také o dalších organelách vázaných na membránu a v těsném závěsu za strukturou vázanou na membránu, která je pro buňku velmi důležitá, by byly mitochondrie. Nakresleme si tedy mitochondrie přímo tady. Budu tedy mluvit trochu více o tom, co jsou tyto malé klikaté čáry, které kreslím uvnitř mitochondrie, a toto je vlastně trochu více učebnicová vizualizace, protože za pár minut nebo vteřin se dozvíme, že nyní máme sofistikovanější vizualizace toho, co se vlastně děje uvnitř mitochondrie, ale vlastně jsme ještě neodpověděli na všechny naše otázky, ale to už jste se možná dozvěděli, takže to upřesním, toto jsou mitochondrie. To je množné číslo. Pokud mluvíme jen o jedné z nich, mluvíme o mitochondrii. To je jednotné číslo mitochondrie. Možná jste se však již někdy v minulosti nebo v jiném videu Khanovy akademie dozvěděli, že jsou vnímány jako továrny na ATP pro buňky. Takže to uvedu na pravou míru. Takže továrny na ATP. A-T-P továrny, a pokud jste sledovali videa o ATP nebo buněčném dýchání nebo jiná videa, opakovaně jsem mluvil o tom, že ATP je vlastně měna pro energii v buňce, že když je ve formě ATP, máte adenosintrifosfát. Když oddělíte jednu z fosfátových skupin, oddělíte jedno z P, uvolní se energie a tu vaše tělo používá k nejrůznějším činnostem, od pohybu po myšlení a nejrůznější věci, které se ve vašem těle skutečně dějí, takže si dokážete představit, že mitochondrie jsou opravdu důležité pro energii, když buňka musí něco udělat. A proto najdete více mitochondrií například ve svalových buňkách, tedy ve věcech, které musí využívat hodně energie. Než se dostanu ke struktuře mitochondrií, chci se trochu zmínit o jejich fascinující minulosti, protože buňky považujeme za nejzákladnější jednotku života a je to pravda, vychází to přímo z buněčné teorie, ale ukazuje se, že nejrozšířenější teorie o tom, jak se mitochondrie dostaly do našich buněk, je, že kdysi byli předchůdci, předkové našich mitochondrií, volné, nezávislé organismy, mikroorganismy. Jsou tedy potomky mikroorganismů podobných bakteriím, které mohly žít samostatně a možná byly opravdu dobré ve zpracování energie nebo možná byly dobré i v jiných věcech, ale v určitém bodě evoluční minulosti, byly pozřeny předky našich buněk a místo toho, aby byly pohlceny a roztrhány na kusy a stráveny a sežrány, bylo to jako: „Hej, počkej, jestli tyhle věci zůstanou, „tyto buňky mají větší šanci přežít, „protože jsou schopny pomáhat zpracovávat glukózu „nebo pomáhat vytvářet více energie z věcí.“ A tak buňky, které byly schopné žít v symbióze, poskytly mitochondriím místo k životu, nebo premitochondrie, mitochondrie předků, ty přežily a pak díky procesům přírodního výběru to nyní spojujeme, nyní spojujeme eukaryotické buňky s tím, že mají mitochondrie, takže celá tato myšlenka, že jeden organismus je uvnitř jiného organismu v symbióze dokonce na buněčné úrovni, mi připadá trochu zarážející, ale každopádně o tom už nebudu mluvit a teď se pojďme bavit o současnosti, pojďme se bavit o tom, jaká je skutečná struktura mitochondrií. A já nejprve nakreslím jakýsi zjednodušený nákres mitochondrie a nakreslím její příčný řez. Nakreslím tedy příčný řez. Takže kdybychom to tak nějak rozřízli napůl. To, co jsem nakreslil tady, by byla jeho vnější membrána. Tohle je vnější membrána přímo tady a tu označíme. Vnější membrána. A všechny tyto membrány, které nakreslím, budou fosfolipidové dvojvrstvy. Takže kdybych si to tady přiblížil, tak mi dovolte, kdybych si to přiblížil, viděli bychom dvojvrstvu fosfolipidů. Takže máte hydrofilní hlavičky směřující ven, hydrofilní hlavičky směřující ven a hydrofobní ocásky směřující dovnitř. Takže. Vidíte něco podobného, takže jsou to všechno fosfolipidové dvojvrstvy. Ale nejsou to jen fosfolipidy. Všechny tyto membrány mají v sobě zabudované nejrůznější proteiny, chci říct, že buňky jsou neuvěřitelně složité struktury, ale dokonce i organely jako mitochondrie mají fascinující, řekl bych substrukturu. Samy mají ve svých membránách zabudované nejrůznější zajímavé proteiny, enzymy, které pomáhají regulovat dění uvnitř i vně těchto organel. A jeden z proteinů, který se nachází ve vnější membráně mitochondrií, se nazývá poriny a poriny se nevyskytují pouze v mitochondriích, ale jsou to jakési tunelové proteiny, které jsou strukturovány tak, že tvoří jakýsi otvor ve vnější membráně. Takže je kreslím, jak nejlépe umím. Jsou to poriny a zajímavé na nich je, že nepropouštějí pasivně velké molekuly, ale malé molekuly, jako jsou cukry nebo ionty, mohou poriny procházet. A proto je koncentrace iontů a vlastně bych měl říct koncentrace malých molekul na obou stranách této membrány, na obou stranách této vnější membrány, podobná. Ale to není jediná membrána v mitochondrii. Máme také vnitřní membránu. Udělám to žlutě. Máme také vnitřní membránu a já ji nejprve nakreslím pomocí učebnicového modelu a pak si o ní trochu popovídáme, protože si myslíme, že tento model není úplně správný, ale v tomto, takže máme tuto vnitřní membránu, vnitřní membránu, a tato vnitřní membrána má v sobě tyto záhyby, které zvětšují jejich povrch, a povrch je pro vnitřní membránu opravdu důležitý, protože tam probíhají procesy elektronového transportního řetězce přes v podstatě tyto membrány. Takže potřebujete tuto dodatečnou plochu povrchu, abyste mohli v podstatě provádět více těchto procesů. A tyto záhyby mají své jméno. Takže pokud mluvíte o jedné z nich, pokud mluvíte o jednom z těchto záhybů, mluvíte o crista, ale pokud mluvíte o více než jednom z nich, nazvali byste to cristae, cristae. Někdy jsem se setkal s tím, že se to vyslovuje jako cristae, cristae nebo cristae, to je množné číslo pro crista. Jsou to jen záhyby ve vnitřní membráně a opět vnitřní membrána je také fosfolipidová dvojvrstva. Nyní uvnitř vnitřních membrán, tedy mezi vnější membránou a vnitřní membránou si můžete představit, jak se to bude jmenovat. Tomuto prostoru se říká mezimembránový prostor, není to příliš kreativní název, mezimembránový prostor, a díky porinům je koncentrace malých molekul v mezimembránovém prostoru a pak mimo mitochondrii, venku v cytosolu, budou tyto koncentrace podobné, ale vnitřní membrána v sobě poriny nemá, a tak můžete mít vlastně na obou stranách jinou koncentraci, a to je pro elektronový transportní řetězec nezbytné. Řetězec transportu elektronů skutečně vrcholí tím, že se mezi oběma stranami vytvoří gradient vodíku, vodíkových iontů, které pak po tomto gradientu proudí dolů přes protein zvaný ATP syntáza, který nám pomáhá syntetizovat ATP, ale o tom si povíme více možná v tomto videu nebo v některém z příštích videí, ale pojďme si dokončit povídání o různých částech mitochondrie. Uvnitř vnitřní membrány je tato oblast, která se nazývá matrix. Říká se jí, použiji to v jiné barvě, tohle je matrix a říká se jí matrix, protože má ve skutečnosti mnohem vyšší koncentraci bílkovin, je vlastně viskóznější než cytosol, který by byl vně mitochondrie. Takže tohle tady je matrix. Když mluvíme o buněčném dýchání, buněčné dýchání má mnoho fází. Mluvíme o glykolýze. Glykolýza ve skutečnosti probíhá v cytosolu. Glykolýza tedy může probíhat v cytosolu. Glykolýza. Ale další hlavní fáze buněčného dýchání. Vzpomeňte si, že mluvíme o cyklu kyseliny citronové známém také jako Krebsův cyklus, který probíhá v matrix. Takže Krebsův cyklus probíhá v matrix a pak jsem řekl, že elektronový transportní řetězec, který je skutečně zodpovědný za produkci většiny ATP, probíhá prostřednictvím proteinů, které se rozkládají na vnitřní membráně nebo na krystalech přímo tady. Teď jsme právě skončili. Pravděpodobně jedna z nejvíce fascinujících částí mitochondrií, řekli jsme si, že si myslíme, že jsou potomky těchto dávných nezávislých forem života, a aby byly dávnou nezávislou formou života, musely by mít nějakou informaci, nějaký způsob, jak skutečně přenášet svou genetickou informaci, a ukázalo se, že mitochondrie skutečně mají svou vlastní genetickou informaci. Mají mitochondriální DNA a často dokonce nemají jen jednu její kopii, ale více kopií a ty jsou ve smyčkách velmi podobné bakteriální DNA. Ve skutečnosti mají s bakteriální DNA mnoho společného, a proto se domníváme, že předkem mitochondrií, které žijí samostatně, byla pravděpodobně nějaká forma bakterie nebo s bakterií nějakým způsobem příbuzná. Takže tohle je, támhleto, to je smyčka mitochondriální DNA. Takže veškerá DNA, která je ve vás, její převážná část, ano, je ve vaší jaderné DNA, ale ještě máte trochu DNA v mitochondriích a zajímavé je, že vaše mitochondriální DNA, vaše mitochondrie, se dědí v podstatě z matčiny strany, protože když je vajíčko oplodněno, lidské vajíčko má v sobě tuny mitochondrií a já samozřejmě nekreslím všechny věci v lidském vajíčku. Má samozřejmě jádro a to všechno. Spermie má v sobě nějaké mitochondrie, dovedete si představit, že musí být schopna vyhrát ten velmi konkurenční boj, aby se dostala k oplodnění vajíčka, ale podle současné teorie se všechno nebo většina z toho stráví nebo rozpustí, jakmile se skutečně dostane do vajíčka. A každopádně samotné vajíčko má mnohem více mitochondrií, takže DNA ve vašich mitochondriích je od vaší matky nebo je v podstatě z matčiny strany, a to se vlastně používá, mitochondriální DNA, když lidé mluví o jakési dávné Evě nebo o tom, že mají jakousi společnou matku, lidé se dívají na mitochondriální DNA, takže je to vlastně docela, docela fascinující. Už jsem o tom mluvil trochu dříve, a víte, samozřejmě má svou vlastní DNA, a protože má svou vlastní DNA, je schopna syntetizovat nějakou svou vlastní RNA, své vlastní ribozomy, takže tady má také ribozomy. Ale nesyntetizuje všechny bílkoviny, které se nacházejí v mitochondriích. Mnoho z nich je stále syntetizováno nebo kódováno vaší jadernou DNA a jsou ve skutečnosti syntetizovány mimo mitochondrie a pak se dostanou do mitochondrií, ale mitochondrie jsou tyto fascinující, fascinující věci. Jsou to takoví malí tvorové, kteří žijí v symbióze v našich buňkách a jsou schopni se replikovat a já nevím, připadá mi to všechno ohromující. Ale v každém případě. Řekl jsem, že toto je učebnicový model, protože se ukázalo, že když se podíváte na mikrofotografii, obrázek mitochondrie, zdá se, že to podporuje tento učebnicový model těchto záhybů, těchto krist, které se prostě tak nějak skládají, ale když jsme byli schopni mít sofistikovanější vizualizace, ukázalo se, že to vlastně nejsou jen tyto jednoduché záhyby, že vnitřní membrána se v podstatě zahákne do matrice a ukáže se, že má tyto malé tunely, které spojují prostor uvnitř krist s mezimembránovým prostorem. Rád o tom přemýšlím, protože si pak člověk uvědomí, že když se podíváme do učebnic, bereme takové věci, jako jsou mitochondrie, jako samozřejmost: „No jasně, samozřejmě. „Tam jsou továrny na ATP,“ ale stále je to oblast pro vizualizační výzkum, abychom plně pochopili, jak přesně fungují, a dokonce i to, jak jsou strukturovány, že tento model Baffle, kde vidíte tyto krystaly jakoby jen přicházet a odcházet z různých stran. To už vlastně není uznávaný model pro skutečnou vizualizaci, strukturu mitochondrií. Něco podobnějšího, něco víc, kde máte tento model spojení krist, kde máte, kdybych nakreslil příčný řez, kde je to, nakreslil jsem vnější membránu a vnitřní membránu, prostě nakreslím má tyto malé tunýlky do skutečného prostoru uvnitř krist. To je vlastně nyní více přijímaná vizualizace, takže chci, abyste ocenili, že když v biologii čtete něco v učebnici, tak si tak trochu řeknete: „Aha, lidé už na všechny „tyto věci přišli,“ ale lidé stále přemýšlejí: „No, jak tato struktura funguje? „Jaká je vlastně struktura?“ a pak: „Jak vlastně umožňuje této organele, „této fascinující organele dělat všechny věci, „které potřebuje dělat?“

.