– Lad os dykke ned i mitokondriernes verden, som nok er min yndlingsorganel. Så lad os lige få en lille gennemgang af, hvad mitokondrier er, og så kan vi dykke lidt dybere ned i deres struktur. Lad os tænke på en celle, og ikke bare en hvilken som helst celle, men en eukaryote celle. Det er altså cellemembranen, og når folk siger en eukaryot eller en eukaryote celle, siger de typisk: “Åh, den må have sit kerne-DNA i en membranbunden kerne”, og det er rigtigt, så lad os tegne vores membranbundne kerne. Det er vores kernemembran. Du har dit DNA herinde, så lad os tegne noget DNA. Men når vi taler om eukaryote celler, taler vi ikke kun om en membranbunden kerne, vi taler også om andre membranbundne organeller, og på en tæt andenplads over en membranbunden struktur, der er meget vigtig for cellen, er mitokondrierne. Så lad os tegne nogle mitokondrier lige herovre. Så jeg vil tale lidt mere om, hvad disse små snørklede linjer, som jeg tegner inde i mitokondrierne, er, og dette er faktisk lidt mere en lærebogsvisualisering, da vi om et par minutter eller sekunder vil lære, at vi nu har mere sofistikerede visualiseringer af, hvad der faktisk foregår inde i en mitokondri, men vi har faktisk ikke besvaret alle vores spørgsmål, men det har du måske allerede lært, så lad mig gøre det klart, at dette er mitokondrier. Det er flertallet. Hvis vi kun taler om en af dem, taler vi om en mitokondrion. Det er ental af mitokondrier. Men du har måske allerede lært, på et tidspunkt i din fortid eller i en anden Khan Academy-video, at de betragtes som cellernes ATP-fabrikker. Så lad mig gøre det på denne måde. Så ATP-fabrikker. A-T-P-fabrikker, og hvis du har set videoerne om ATP eller celleånding eller andre videoer, har jeg gentagne gange talt om, hvordan ATP virkelig er valutaen for energi i cellen, at når det er i ATP-form, har du adenosintrifosfat. Hvis du fjerner en af fosfatgrupperne, du fjerner et af P’erne, frigiver det energi, og det er det, som din krop bruger til at gøre alle mulige ting, lige fra bevægelse til tænkning og alle mulige ting, der faktisk foregår i din krop, så du kan forestille dig, at mitokondrier er virkelig vigtige for energi, når cellen skal gøre ting. Og det er derfor, at man finder flere mitokondrier i f.eks. muskelceller, ting, der skal bruge meget energi. Før jeg går ind på mitokondriernes struktur, vil jeg gerne tale lidt om deres fascinerende fortid, for vi opfatter celler som den mest grundlæggende livsenhed, og det er sandt, det kommer direkte fra celleteorien, men det viser sig, at den mest udbredte teori om, hvordan mitokondrier kom ind i vores celler, er, at forgængerne, vores mitokondriers forfædre, på et tidspunkt var frie, uafhængige organismer, mikroorganismer. De nedstammer altså fra bakterielignende mikroorganismer, der måske levede på egen hånd, og som måske var rigtig gode til at behandle energi, eller måske var de endda gode til andre ting, men på et tidspunkt i den evolutionære fortid, blev de indtaget af vores cellers forfædre, og i stedet for bare at blive opslugt og revet i stykker og blive fordøjet og spist, blev det som: “Vent, hvis disse ting bliver her,” er der større sandsynlighed for, at disse celler overlever, “fordi de er i stand til at hjælpe med at behandle glukose,” eller hjælpe med at generere mere energi ud af ting.” Så de celler, der var i stand til at leve i symbiose, har givet mitokondrierne et sted at bo, eller præ-mitokondrier, forfædrenes mitokondrier, som overlevede, og gennem naturlig udvælgelse er det det, vi nu forbinder, vi forbinder nu eukaryote celler med mitokondrier, så jeg finder hele ideen om, at en organisme er inde i en anden organisme i symbiose, selv på celleniveau, ret forbløffende, men jeg vil stoppe med at tale om det, og lad os nu bare tale om nutiden, lad os tale om, hvad mitokondriernes faktiske struktur er. Jeg vil først tegne en slags forenklet tegning af en mitokondion, og jeg vil tegne et tværsnit. Så jeg vil tegne et tværsnit. Så hvis vi skærer den på midten. Så det, jeg har tegnet lige herovre, ville være dens ydre membran. Dette er den ydre membran lige herovre, og vi mærker den. Ydre membran. Og alle disse membraner, som jeg vil tegne, vil alle være fosfolipid-dobbeltlag. Så hvis jeg zoomer ind lige herovre, så lad mig, hvis jeg zoomer ind, vil vi se et dobbeltlag af fosfolipider. Så du har dine hydrofile hoveder, der vender udad, hydrofile hoveder, der vender udad, og dine hydrofobiske haler, der vender indad. Så. Du kan se noget, der ligner det, så de er alle fosfolipid-dobbeltlag. Men de er ikke bare fosfolipider. Alle disse membraner har alle mulige proteiner indlejret, jeg mener, at celler er utroligt komplekse strukturer, men selv organeller som mitokondrier har en fascinerende, jeg tror, man kan sige understruktur til dem. De har selv alle mulige interessante proteiner, enzymer, der er indlejret i deres membraner og er i stand til at hjælpe med at regulere, hvad der foregår inde og ude i disse organeller. Og et af de proteiner, der findes i mitokondriernes ydre membran, kaldes poriner, og poriner findes ikke kun i mitokondrier, men de er en slags tunnelproteiner, de er struktureret, så de ligesom danner et hul i den ydre membran. Så jeg tegner dem så godt jeg kan. Det er poriner, og det interessante ved poriner er, at de ikke tillader store molekyler at passere passivt igennem, men små molekyler som sukkerstoffer eller ioner kan passere passivt igennem porinerne. Og derfor er ionkoncentrationen, og jeg burde faktisk sige, at koncentrationen af små molekyler har tendens til at være ens på begge sider af denne membran, på begge sider af denne ydre membran. Men det er ikke den eneste membran, der er involveret i en mitokondrion. Vi har også en indre membran. Jeg vil gøre det med gult. Vi har også en indre membran, og jeg vil tegne den med en lærebogsmodel først, og så vil vi tale lidt om, da vi mener, at denne model ikke er helt rigtig, men i denne, så har vi denne indre membran, indre membran, og denne indre membran har disse folder i den for at øge deres overfladeareal, og overfladearealet er virkelig vigtigt for den indre membran, fordi det er der, hvor processerne i elektrontransportkæden foregår på tværs af, i det væsentlige, disse membraner. Så man ønsker dette ekstra overfladeareal, så man kan få mere af det til at foregå. Og disse folder har et navn. Så hvis man taler om en af dem, hvis man taler om en af disse folder, taler man om en crista, men hvis man taler om mere end en af dem, vil man kalde det en cristae, cristae. Nogle gange har jeg set udtalen af dette som cristae, cristae eller cristae, det er flertalsform for crista. Det er bare foldninger i den indre membran, og igen er den indre membran også et fosfolipid-dobbeltlag. Nu inde i de indre membraner, altså mellem den ydre membran og den indre membran, kan du forestille dig, hvad dette vil blive kaldt. Dette rum kaldes intermembranrummet, ikke et alt for kreativt navn, intermembranrummet, og på grund af porinerne vil koncentrationen af små molekyler i intermembranrummet og uden for mitokondrierne, ude i cytosolen, være ens, men den indre membran har ikke porinerne, og derfor kan man faktisk have forskellige koncentrationer på begge sider, og det er vigtigt for elektrontransportkæden. Elektrontransportkæden kulminerer i virkeligheden med hydrogen, en hydrogeniongradient, der opbygges mellem de to sider, og så strømmer de ned ad denne gradient gennem et protein kaldet ATP-syntase, som hjælper os med at syntetisere ATP, men vi vil tale mere om det måske i denne video eller i en fremtidig video, men lad os slutte med at tale om de forskellige dele af en mitokondrion. Inde i den indre membran har du dette område lige herovre, som kaldes matrixen. Det kaldes, lad mig bruge en anden farve, dette er matrixen, og det kaldes matrixen, fordi den faktisk har en meget højere proteinkoncentration, den er faktisk mere tyktflydende end cytosolen, som ville være uden for mitokondrierne. Så dette herovre er matrixen. Når vi taler om cellulær respiration, har den cellulære respiration mange faser. Vi taler om glykolyse. Glykolysen finder faktisk sted i cytosolen. Så glykolysen kan foregå i cytosolen. Glykolyse. Men de andre vigtige faser i celleatmningen. Husk, at vi taler om citronsyrecyklusen, også kendt som Krebscyklusen, der foregår i matrixen. Så Krebs-cyklusen foregår i matrixen, og så sagde jeg, at elektrontransportkæden, som virkelig er ansvarlig for at producere hovedparten af ATP, foregår gennem proteiner, der går på tværs af den indre membran eller på tværs af cristae lige herovre. Nu er vi færdige. En af de mest fascinerende dele af mitokondrier er nok, at vi sagde, at vi tror, at de nedstammer fra disse gamle uafhængige livsformer, og for at være en gammel uafhængig livsform skulle de have nogle oplysninger, en måde at overføre deres genetiske oplysninger på, og det viser sig, at mitokondrier faktisk har deres egne genetiske oplysninger. De har mitokondrie-DNA, og de har ofte ikke bare én kopi af det, de har flere kopier af det, og de ligner i loops meget bakterie-DNA. Faktisk har de meget til fælles med bakterie-DNA, og derfor mener vi, at forfaderen til mitokondrier, der lever selvstændigt, sandsynligvis var en form for bakterie eller beslægtet med bakterier på en eller anden måde. Så det her er, det her lige derovre, det er loopet af mitokondrie-DNA. Så alt det DNA, der er inde i dig, hovedparten af det, ja, det er i dit kerne-DNA, men du har stadig en lille smule DNA i dine mitokondrier, og det interessante er, at dit mitokondrie-DNA, dine mitokondrier, i det væsentlige nedarves fra din mors side, for når et æg befrugtes, har et menneskeæg tonsvis af mitokondrier i det, og jeg tegner naturligvis ikke alle ting i et menneskeæg. Det har naturligvis en kerne og alt det der. Sæden har nogle mitokondrier i sig, man kunne forestille sig, at den skal kunne vinde den meget konkurrenceprægede kamp for at få lov til at befrugte ægget, men den nuværende teori er, at alt eller det meste af det bliver fordøjet eller opløst, når det faktisk kommer ind i ægget. Og uanset hvad, så har selve ægget langt flere mitokondrier, så DNA’et i dine mitokondrier er fra din mor eller er i det væsentlige fra din mors side, og det bruges faktisk, mitokondrie-DNA, når folk taler om en slags gammel Eva eller om at spore sig tilbage til en fælles mor, så ser folk på mitokondrie-DNA’et, så det er faktisk ret, ret fascinerende. Nu sagde jeg lidt tidligere, og du ved, den har naturligvis sit eget DNA, og fordi den har sit eget DNA, er den i stand til at syntetisere noget af sit eget RNA, sine egne ribosomer, så den har også ribosomer her. Men den syntetiserer ikke alle de proteiner, der sidder i mitokondrier. Mange af dem syntetiseres stadig af eller er kodet af dit nukleare DNA og syntetiseres faktisk uden for mitokondrierne og finder derefter vej ind i mitokondrierne, men mitokondrier er disse fascinerende, fascinerende ting. De er disse små væsener, der lever i symbiose i vores celler, og de er i stand til at replikere sig selv, og jeg ved ikke, jeg finder alt det her forbløffende. Men alligevel. Jeg sagde, at dette var lærebogsmodellen, fordi det viser sig, at når man ser på et mikrografisk billede af mitokondrier, ser det ud til at bekræfte lærebogsmodellen med disse folder, disse cristae, der bare foldes ind, men når vi har været i stand til at få mere sofistikerede visualiseringer, viser det sig faktisk, at det ikke bare er disse enkle folder, at den indre membran i det væsentlige hægter sig fast på matrixen, og det viser sig, at den har disse små tunneller, der forbinder rummet inde i cristae med intermembranrummet. Så jeg kan godt lide at tænke på dette, fordi det får en til at indse, at vi kigger i lærebøgerne og tager ting som mitokondrier for givet, som: “Nå ja, selvfølgelig. “Det er der, ATP-fabrikkerne er”, men det er stadig et område for visualiseringsforskning for fuldt ud at forstå præcis, hvordan de fungerer, og endda hvordan de er struktureret som denne Baffle-model, hvor du ser disse cristae ligesom bare kommer ind og ud af de forskellige sider. Dette er faktisk ikke længere den accepterede model for den faktiske visualisering, mitokondriernes struktur. Noget mere som dette, noget mere hvor du har denne cristae junction model, hvor du har, hvis jeg tegner et tværsnit hvor dette er den, jeg har tegnet den ydre membran og den indre membran, vil jeg bare tegne har disse små tunneller til det faktiske rum inde i cristae. Dette er faktisk nu den mere accepterede visualisering, så jeg vil have dig til at forstå, at når du i biologi læser noget i en lærebog, siger du: “Åh, folk har regnet alle disse ting ud”, men folk tænker stadig på: “Hvordan fungerer denne struktur? “Hvad er den egentlige struktur?” og derefter “Hvordan lader den egentlig denne organel, “denne fascinerende organel gøre alle de ting, “som den skal gøre?”