– Syvennytään mitokondrioiden maailmaan, jotka ovat luultavasti lempiorganellini. Kerrataan siis hieman, mitä mitokondriot ovat, ja sitten voimme syventyä hieman syvemmälle niiden rakenteeseen. Ajatellaanpa siis solua, eikä mitä tahansa solua, vaan eukaryoottista solua. Se on siis solukalvo, ja kun ihmiset sanovat eukaryootti tai eukaryoottinen solu, he tyypillisesti sanovat: ”Voi, sen ydin-DNA:n täytyy olla ”kalvoon sidotussa ytimessä”, ja se on totta, joten piirretäänpä kalvoon sidottu ydin. Se on ydinkalvomme. Teillä on DNA täällä, joten piirretäänpä vähän DNA:ta. Mutta kun puhumme eukaryoottisoluista, emme puhu vain kalvoon sidotusta ytimestä, vaan puhumme myös muista kalvoon sidotuista organelleista, ja toiseksi tärkein kalvoon sidottu rakenne, joka on hyvin tärkeä solulle, on mitokondriot. Piirretäänpä tänne mitokondriot. Puhun hieman enemmän siitä, mitä nämä pienet kiemurtelevat viivat, joita piirrän mitokondrioiden sisälle, ovat, ja tämä on itse asiassa enemmänkin oppikirjan visualisointi, sillä opimme muutaman minuutin tai sekunnin kuluttua, että meillä on nyt kehittyneempiä visualisointeja siitä, mitä mitokondrioiden sisällä oikeastaan tapahtuu, mutta emme ole itse asiassa vastanneet kaikkiin kysymyksiimme, mutta olette ehkä jo oppineet sen, joten teen sen selväksi, nämä ovat mitokondrioita. Se on monikko. Jos puhumme vain yhdestä niistä, puhumme mitokondriosta. Se on mitokondrioiden yksikkö. Mutta olette ehkä jo oppineet joskus aiemmin tai jostain toisesta Khan Academyn videosta, että niitä pidetään solujen ATP-tehtaina. Sallikaa minun selittää asia näin. ATP-tehtaat. A-T-P-tehtaat, ja jos katsoitte videoita ATP:stä tai soluhengityksestä tai muita videoita, puhuin toistuvasti siitä, miten ATP on todella solun energian valuutta, ja kun se on ATP-muodossaan, siinä on adenosiinitrifosfaattia. Jos yksi fosfaattiryhmä irrotetaan, yksi P-ryhmä irrotetaan, se vapauttaa energiaa, ja elimistö käyttää sitä kaikenlaisten asioiden tekemiseen liikkeistä ajatteluun ja kaikenlaisiin asioihin, joita kehossamme tapahtuu, joten voitte kuvitella, että mitokondriot ovat todella tärkeitä energiantuottajia silloin, kun solun on tehtävä asioita. Siksi mitokondrioita on enemmän esimerkiksi lihassoluissa, jotka käyttävät paljon energiaa. Ennen kuin käsittelen mitokondrioiden rakennetta, haluan puhua hieman niiden kiehtovasta menneisyydestä, sillä pidämme soluja elämän perusyksikkönä, ja se on totta, se tulee suoraan soluteoriasta, mutta yleisin teoria siitä, miten mitokondriot ovat päässeet soluihimme, on se, että mitokondrioidemme edeltäjät olivat aikoinaan vapaita, itsenäisiä organismeja, mikro-organismeja. Ne polveutuvat siis bakteerien kaltaisista mikro-organismeista, jotka ovat saattaneet elää itsenäisesti ja jotka olivat ehkä todella hyviä käsittelemään energiaa tai ehkä jopa hyviä muissa asioissa, mutta jossain vaiheessa evoluution menneisyyttä, solujemme esi-isät nielaisivat ne, ja sen sijaan, että ne vain nielaisivat ne ja repivät ne palasiksi ja tavallaan sulattivat ja söivät ne, se oli kuin: ”Hei, odota, jos nämä otukset jäävät tänne”, ”nuo solut jäävät todennäköisemmin eloon”, ”koska ne pystyvät auttamaan glukoosin prosessoinnissa” tai ”auttamaan tuottamaan enemmän energiaa asioista”.” Niinpä solut, jotka pystyivät elämään symbioosissa, antoivat mitokondrioille paikan elää, tai esi-mitokondriot, esi-isien mitokondriot, ne jäivät henkiin, ja sitten luonnollisen valinnan prosessien kautta tämä on se, minkä me nyt yhdistämme, yhdistämme eukaryoottisoluihin, että niissä on mitokondrioita, joten minusta koko ajatus siitä, että yksi organismi on toisen organismin sisällä symbioosissa jopa solutasolla, on jotenkin hämmentävä, mutta joka tapauksessa lopetan tästä puhumisen ja puhutaan nyt vain nykyhetkestä, puhutaan siitä, mikä mitokondrioiden todellinen rakenne on. Piirrän ensin eräänlaisen yksinkertaistetun piirroksen mitokondrionista ja piirrän poikkileikkauksen. Piirrän siis poikkileikkauksen. Jos leikkaamme sen kahtia, – Se mitä olen piirtänyt tähän, on sen ulkokalvo. Tämä on ulkokalvo tässä, ja merkitsemme sen. Ulkokalvo. Ja kaikki nämä kalvot, jotka aion piirtää, ovat kaikki fosfolipidikaksoiskalvoja. Jos siis zoomataan tännepäin, niin jos zoomataan, näemme fosfolipidien kaksoiskerroksen. Hydrofiiliset päät ovat ulospäin, hydrofiiliset päät ulospäin ja hydrofobiset hännät sisäänpäin. Joten… Näette jotakin juuri tällaista, joten ne kaikki ovat fosfolipidikaksoiskerroksia. Mutta ne eivät ole vain fosfolipidejä. Kaikkiin näihin kalvoihin on upotettu kaikenlaisia proteiineja, tarkoitan, että solut ovat uskomattoman monimutkaisia rakenteita, mutta jopa mitokondrioiden kaltaisilla organelleilla on kiehtova, voisi kai sanoa, alarakenne. Niissä itsessään on kaikenlaisia mielenkiintoisia proteiineja, entsyymejä, jotka on upotettu niiden kalvoihin ja jotka auttavat säätelemään sitä, mitä näiden organellien sisällä ja ulkopuolella tapahtuu. Yksi mitokondrioiden ulkokalvossa olevista proteiineista on nimeltään poriinit, joita ei löydy vain mitokondrioista, mutta ne ovat eräänlaisia tunneliproteiineja, jotka ovat rakenteeltaan sellaisia, että ne muodostavat eräänlaisen reiän ulkokalvoon. Piirrän ne niin hyvin kuin pystyn. Nämä ovat poriineja, ja mielenkiintoista poriineissa on se, että ne eivät päästä suuria molekyylejä passiivisesti läpi, mutta pienet molekyylit, kuten sokerit tai ionit, voivat passiivisesti kulkea poriinien läpi. Tämän vuoksi ionien pitoisuudet ja, oikeastaan pitäisi sanoa, pienten molekyylien pitoisuudet ovat yleensä samankaltaisia tämän kalvon molemmilla puolilla, tämän ulkokalvon molemmilla puolilla. Mutta se ei ole ainoa mitokondriossa mukana oleva kalvo. Meillä on myös sisempi kalvo. Teen sen keltaisella. Meillä on myös sisempi kalvo, ja piirrän sen ensin oppikirjan mallilla, ja sitten puhumme hieman siitä, koska mielestämme tämä malli ei ole aivan oikea, mutta tässä, meillä on siis tämä sisempi kalvo, sisempi kalvo, ja tässä sisemmässä kalvossa on näitä poimuja pinta-alan lisäämiseksi, ja pinta-ala on todella tärkeä sisemmän kalvon kannalta, koska elektroninkuljetusketjun prosessit tapahtuvat pohjimmiltaan näiden kalvojen yli. Haluamme siis tämän ylimääräisen pinta-alan, jotta näitä tapahtumia olisi enemmän. Ja näillä poimuilla on nimi. Jos puhutaan yhdestä näistä poimuista, puhutaan cristasta, mutta jos puhutaan useammasta kuin yhdestä näistä poimuista, puhutaan cristasta, cristae. Joskus olen nähnyt tämän ääntämisen cristae, cristae tai cristae, joka on monikossa crista. Nämä ovat vain poimuja sisemmässä kalvossa, ja jälleen kerran sisempi kalvo on myös fosfolipidikaksoiskerros. Nyt sisemmän kalvon sisällä, siis ulomman kalvon ja sisemmän kalvon välissä, voitte kuvitella, miksi tätä kutsutaan. Tuota tilaa kutsutaan kalvojen väliseksi tilaksi, ei liian luova nimi, kalvojen väliseksi tilaksi, ja huokosten vuoksi kalvojen välisen tilan ja mitokondrioiden ulkopuolella, sytosolissa, pienet molekyylikonsentraatiot ovat samankaltaisia, mutta sisemmässä kalvossa ei ole huokosia, joten niiden konsentraatio voi olla erilainen kummallakin puolella, ja se on olennaista elektroninsiirtoketjulle. Elektroninkuljetusketju huipentuu vetyyn, vetyionigradienttiin, joka muodostuu molempien puolien välille, ja sitten ne virtaavat tätä gradienttia alaspäin ATP-syntaasiksi kutsutun proteiinin kautta, joka auttaa meitä syntetisoimaan ATP:tä, mutta puhumme siitä enemmän ehkä tässä videossa tai jossakin tulevassa videossa, mutta lopetetaan nyt puhuminen mitokondrion eri osista. Sisäkalvon sisällä on siis tämä alue, jota kutsutaan matriisiksi. Sitä kutsutaan, käytän tätä eri värillä, tämä on matriisi, ja sitä kutsutaan matriisiksi, koska siinä on itse asiassa paljon suurempi proteiinipitoisuus, se on itse asiassa viskoosimpi kuin sytosoli, joka on mitokondrioiden ulkopuolella. Tämä tässä on siis matriisi. Kun puhumme soluhengityksestä, soluhengityksessä on monia vaiheita. Puhumme glykolyysistä. Glykolyysi tapahtuu sytosolissa. Glykolyysi voi tapahtua sytosolissa. Glykolyysi. Mutta muut soluhengityksen päävaiheet. Muistakaa, että puhumme sitruunahappokierrosta, joka tunnetaan myös nimellä Krebsin sykli, joka tapahtuu matriisissa. Krebsin sykli tapahtuu siis matriisissa, ja sitten sanoin, että elektroninkuljetusketju, joka on vastuussa suurimman osan ATP:n tuottamisesta, tapahtuu proteiinien välityksellä, jotka ovat sisemmän kalvon tai cristae-kehän välissä täällä. Nyt olemme valmiit. Todennäköisesti yksi mitokondrioiden kiehtovimmista osista on se, että sanoimme, että uskomme niiden polveutuvan näistä muinaisista itsenäisistä elämänmuodoista, ja ollakseen muinainen itsenäinen elämänmuoto niillä täytyisi olla jotakin tietoa, jotakin tapaa välittää geneettistä informaatiota, ja kävi ilmi, että mitokondrioilla on itse asiassa omaa geneettistä informaatiota. Niillä on mitokondriaalista DNA:ta, eikä niillä useinkaan ole vain yhtä kopiota siitä, vaan useita kopioita, ja ne ovat silmukoissaan hyvin samankaltaisia kuin bakteerien DNA. Itse asiassa niillä on paljon yhteistä bakteerien DNA:n kanssa, ja siksi uskomme, että itsenäisesti elävien mitokondrioiden esi-isä oli luultavasti jokin bakteerimuoto tai jollain tavalla sukua bakteereille. Tämä on siis tuolla, tämä on mitokondrioiden DNA:n silmukka. Kaikki sisällänne oleva DNA, suurin osa siitä on ydin-DNA:ssanne, mutta teillä on vielä vähän DNA:ta mitokondrioissa, ja mielenkiintoista on se, että mitokondrionaalinen DNA, mitokondriot, periytyvät pohjimmiltaan äitinne puolelta, koska kun munasolu hedelmöitetään, ihmismunassa on valtavasti mitokondrioita, enkä tietenkään piirrä kaikkia ihmismunassa olevia asioita. Siinä on tietysti ydin ja kaikki se. Siittiöllä on jonkin verran mitokondrioita, ja voisi kuvitella, että sen on voitettava tämä hyvin kilpailuhenkinen taistelu päästäkseen hedelmöittämään munasolun, mutta nykyisen teorian mukaan kaikki tai suurin osa niistä sulatetaan tai liuotetaan, kun ne todella pääsevät munasoluun. Ja joka tapauksessa, munasolussa itsessään on paljon enemmän mitokondrioita, joten mitokondrioiden DNA on peräisin äidiltänne tai lähinnä äidin puolelta, ja sitä itse asiassa käytetään, mitokondriaalista DNA:ta, kun ihmiset puhuvat jonkinlaisesta muinaisesta Eevasta tai yhteisen äidin jäljittämisestä, ihmiset katsovat mitokondriaalista DNA:ta, joten se on itse asiassa aika, aika kiehtovaa. Sanoin hieman aiemmin, että sillä on tietenkin oma DNA, ja koska sillä on oma DNA, se pystyy syntetisoimaan omaa RNA:ta, omia ribosomejaan, joten sillä on myös ribosomeja. Mutta se ei syntetisoi kaikkia mitokondrioissa olevia proteiineja. Monet niistä syntetisoidaan edelleen ydin-DNA:ssa tai koodataan ydin-DNA:ssa, ja ne syntetisoidaan itse asiassa mitokondrioiden ulkopuolella ja päätyvät sitten mitokondrioihin, mutta mitokondriot ovat kiehtovia, kiehtovia asioita. Ne ovat näitä pieniä olentoja, jotka elävät symbioosissa soluissamme, ja ne pystyvät monistamaan itseään, ja en tiedä, minusta tämä kaikki on mieletöntä. Mutta joka tapauksessa. Sanoin, että tämä oli oppikirjamalli, koska kun katsoo mikroskooppikuvaa, kuvaa mitokondrioista, näyttää siltä, että se tukee oppikirjamallia, jossa nämä poimut, nämä cristae-rakenteet vain taittuvat sisäänpäin, mutta kun olemme pystyneet käyttämään kehittyneempiä visualisointeja, on käynyt ilmi, että kyse ei ole vain yksinkertaisista poimuista, vaan että sisempi kalvo koukistuu pohjimmiltaan kiinni matriisiin ja että siinä on pieniä tunneleita, jotka yhdistävät cristae-rakenteiden sisäpuolisen tilan kalvojen väliseen tilaan. Pidän tämän pohtimisesta, koska se saa meidät tajuamaan, että katsomme oppikirjoja ja pidämme näitä asioita, kuten mitokondrioita, itsestäänselvyyksinä, kuten: ”Ai niin, tietenkin. ”Siellä ATP-tehtaat ovat”, mutta se on edelleen visualisointitutkimuksen alue, jotta ymmärrettäisiin täysin, miten ne toimivat ja jopa miten ne ovat rakenteeltaan sellaisia, että tämä Baffle-malli, jossa näkee nämä cristae-rakenteet, jotka tavallaan vain tulevat sisään ja ulos eri puolilta. Tämä ei itse asiassa ole enää hyväksytty malli varsinaiselle visualisoinnille, mitokondrioiden rakenteelle. Jotain tämän kaltaista, jotakin sellaista, jossa on tämä cristae junction -malli, jossa on, jos piirtäisin poikkileikkauksen, jossa tämä on, piirsin ulomman kalvon ja sisemmän kalvon, piirtäisin vain nämä pienet tunnelit varsinaiseen tilaan cristaen sisällä. Tämä on itse asiassa nykyään hyväksytympi visualisointi, joten haluan teidän arvostavan sitä, että kun biologiassa luette jotain oppikirjasta, sanotte tavallaan: ”Voi, ihmiset ovat keksineet tämän kaiken”, mutta ihmiset miettivät silti: ”No, miten tämä rakenne toimii?”. ”Mikä on varsinainen rakenne?” ja sitten, ”Miten se oikeastaan antaa tämän organellin, ”tämän kiehtovan organellin tehdä kaikki ne asiat, joita sen täytyy tehdä?”

.