– Merüljünk el a mitokondriumok világában, amelyek talán a kedvenc organelláim. Szóval csak egy kis áttekintés arról, hogy mik is azok a mitokondriumok, aztán egy kicsit mélyebben elmélyedhetünk a felépítésükben. Gondoljunk csak egy sejtre, és nem akármilyen sejtre, hanem egy eukarióta sejtre. Ez tehát a sejtmembrán, és amikor az emberek azt mondják, hogy eukarióta vagy eukarióta sejt, akkor a legjellemzőbben azt mondják: “Ó! Ennek a sejtmag DNS-ének egy membránhoz kötött sejtmagban kell lennie.” És ez igaz is lenne, tehát rajzoljuk le a membránhoz kötött sejtmagunkat. Ez a mi magmembránunk. Itt van a DNS-ünk, tehát rajzoljunk egy kis DNS-t. De amikor eukarióta sejtekről beszélünk, nem csak a membránhoz kötött sejtmagról beszélünk, hanem más membránhoz kötött organellumokról is, és a második helyen a sejt számára nagyon fontos membránhoz kötött struktúrák közül a mitokondriumok állnak. Tehát rajzoljunk ide néhány mitokondriumot. Tehát egy kicsit többet fogok beszélni arról, hogy mik ezek a kis szaggatott vonalak, amiket a mitokondriumok belsejébe rajzolok, és ez valójában egy kicsit inkább egy tankönyvi szemléltetés, mivel néhány perc vagy másodperc múlva megtudjuk, hogy most már kifinomultabb szemléltetésekkel rendelkezünk arról, hogy valójában mi történik egy mitokondrium belsejében, de valójában még nem válaszoltuk meg az összes kérdésünket, de ezt talán már megtanultátok, szóval hadd tisztázzam, ezek mitokondriumok. Ez a többes szám. Ha csak egyről beszélünk, akkor mitokondriumról beszélünk. Ez a mitokondriumok egyes száma. De talán már megtanultátok valamikor a múltban vagy egy másik Khan Academy videóban, hogy ezeket a sejtek ATP-gyárainak tekintik. Szóval hadd fogalmazzak így. Tehát ATP-gyárak. A-T-P gyárak, és ha megnéztétek az ATP-ről vagy a sejtlégzésről szóló videókat vagy más videókat, többször beszéltem arról, hogy az ATP valójában az energia pénzneme a sejtben, hogy amikor ATP formájában van, akkor adenozin-trifoszfátotok van. Ha az egyik foszfátcsoportot, az egyik P-t lekapcsoljuk, az energiát szabadít fel, és ezt használja a testünk mindenféle dologra, a mozgástól kezdve a gondolkodáson át mindenféle dologig, ami a testünkben történik, így el tudjátok képzelni, hogy a mitokondriumok nagyon fontosak az energia szempontjából, amikor a sejtnek dolgokat kell tennie. Ezért találunk több mitokondriumot olyan dolgokban, mint például az izomsejtek, olyan dolgokban, amelyeknek sok energiát kell felhasználniuk. Mielőtt rátérnék a mitokondriumok szerkezetére, szeretnék egy kicsit beszélni a lenyűgöző múltjukról, mert úgy gondolunk a sejtekre, mint az élet legalapvetőbb egységére, és ez igaz, ez egyenesen a sejtelméletből származik, de kiderült, hogy a legelterjedtebb elmélet arról, hogyan kerültek a mitokondriumok a sejtjeinkbe, az, hogy egykor a mitokondriumaink elődei, ősei szabad, független organizmusok, mikroorganizmusok voltak. Tehát baktériumszerű mikroorganizmusok leszármazottai, amelyek talán önállóan éltek, és talán nagyon jók voltak az energia feldolgozásában, vagy talán más dolgokban is jók voltak, de valamikor az evolúciós múltban, a sejtjeink ősei bekebelezték őket, és ahelyett, hogy egyszerűen bekebelezték, darabokra tépték, megemésztették és megették volna őket, azt gondolták: “Hé, várjunk csak, ha ezek a dolgok itt maradnak, akkor ezek a sejtek nagyobb valószínűséggel maradnak életben, mert képesek segíteni a glükóz feldolgozásában, vagy segítenek több energiát előállítani a dolgokból”.” És így azok a sejtek, amelyek képesek voltak szimbiózisban élni, helyet adtak a mitokondriumoknak, hogy éljenek, vagy a premitokondriumoknak, az ős mitokondriumoknak, azok túlélték, és aztán a természetes szelekció folyamatain keresztül, ez az, amit most társítunk, most az eukarióta sejtekhez társítjuk, hogy mitokondriumokkal rendelkeznek, Szóval ez az egész elképzelés, hogy egy organizmus egy másik organizmuson belül szimbiózisban él, még sejtszinten is, eléggé megdöbbentő, de mindegy, nem beszélek erről többet, és most beszéljünk a jelenről, beszéljünk arról, hogy mi a mitokondriumok tényleges felépítése. Először is lerajzolom a mitokondrium egyfajta egyszerűsített rajzát, és egy keresztmetszetet rajzolok. Szóval, rajzolok egy keresztmetszetet. Ha kettévágnánk… Amit ide rajzoltam, az lenne a külső membránja. Ez itt a külső membrán, és ezt felcímkézzük. Külső membrán. És ezek a membránok, amiket rajzolni fogok, mind foszfolipid kettősrétegek lesznek. Tehát ha ráközelítenék ide, akkor, ha ráközelítenék, akkor egy foszfolipidekből álló kettős réteget látnánk. Tehát a hidrofil fejek kifelé néznek, a hidrofil fejek kifelé, a hidrofób farkak pedig befelé. Tehát. Valami ilyesmit látunk, tehát ezek mind foszfolipid kettősrétegek. De ezek nem csak foszfolipidek. Mindezekbe a membránokba mindenféle fehérjék vannak beágyazva, úgy értem, a sejtek hihetetlenül összetett struktúrák, de még az olyan organelláknak is, mint a mitokondriumok, van egy lenyűgöző, mondhatni, alstruktúrájuk. Maguk is mindenféle érdekes fehérjéket, enzimeket építettek be a membránjaikba, amelyek segítenek szabályozni, hogy mi történik ezekben a szervsejtekben és azokon kívül. Az egyik fehérjét, amely a mitokondriumok külső membránjában található, porinnak hívják, és a porinok nem csak a mitokondriumokban találhatók meg, de ezek egyfajta alagútfehérjék, amelyek úgy vannak felépítve, hogy egyfajta lyukat képeznek a külső membránban. Szóval a lehető legjobban lerajzolom őket. Ezek a porinok, és ami érdekes a porinokban, hogy nem engedik át passzívan a nagy molekulákat, de a kis molekulák, mint például a cukrok vagy az ionok passzívan átjuthatnak a porinokon. És emiatt az ionkoncentráció, vagy inkább azt kellene mondanom, hogy a kis molekulák koncentrációja általában hasonló a membrán mindkét oldalán, a külső membrán mindkét oldalán. De a mitokondriumban nem ez az egyetlen membrán. Van egy belső membránunk is. Ezt sárgával jelölöm. Van egy belső membránunk is, és ezt először egy tankönyvi modellel fogom lerajzolni, és utána egy kicsit beszélünk róla, mivel úgy gondoljuk, hogy ez a modell nem teljesen megfelelő, de ebben, tehát van ez a belső membrán, belső membrán, és ezen a belső membránon vannak ezek a redők, hogy növeljék a felületét, és a felület nagyon fontos a belső membrán számára, mert az elektronszállító lánc folyamatai lényegében ezeken a membránokon keresztül zajlanak. Tehát szükségünk van erre az extra felületre, hogy lényegében több ilyen folyamat történhessen. És ezeknek a redőknek neve is van. Ha tehát egy ilyen redőről beszélünk, akkor cristáról beszélünk, de ha egynél több ilyen redőről beszélünk, akkor azt cristának, cristae-nak nevezzük. Néha láttam ennek a kiejtését cristae, cristae vagy cristae, ez a crista többes száma. Ezek csak redők a belső membránban, és ismétlem, a belső membrán szintén egy foszfolipid kettősréteg. Most a belső membránok belsejében, tehát a külső membrán és a belső membrán között el tudjátok képzelni, hogy ezt hogy fogják hívni. Ezt a teret intermembrán térnek hívják, nem túl kreatív név, intermembrán tér, és a porinok miatt a kis molekulák koncentrációja az intermembrán térben és a mitokondriumon kívül, kint a citoszolban hasonló lesz, de a belső membránban nincsenek porinok, így mindkét oldalon különböző koncentráció lehet, és ez elengedhetetlen az elektrontranszport lánc számára. Az elektrontranszportlánc valójában a hidrogénben csúcsosodik ki, egy hidrogénion-gradiens épül ki a két oldal között, és aztán lefelé áramlanak ezen a gradiensen egy ATP-szintáz nevű fehérjén keresztül, amely segít nekünk ATP-t szintetizálni, de erről talán ebben a videóban vagy egy későbbi videóban többet fogunk beszélni, de fejezzük be a mitokondrium különböző részeiről szóló beszélgetést. Tehát a belső membránon belül van ez a terület itt, amit mátrixnak nevezünk. Ezt hívják, hadd használjam ezt más színnel, ez a mátrix, és azért hívják mátrixnak, mert valójában sokkal magasabb a fehérjekoncentrációja, sokkal viszkózusabb, mint a citoszol, ami a mitokondriumon kívül van. Tehát ez itt a mátrix. Amikor a sejtlégzésről beszélünk, a sejtlégzésnek sok fázisa van. Beszélünk a glikolízisről. A glikolízis valójában a citoszolban zajlik. A glikolízis tehát a citoszolban zajlik. Glikolízis. De a sejtlégzés többi fő fázisa. Emlékezzünk, hogy a citromsavciklusról, más néven Krebs-ciklusról beszélünk, amely a mátrixban zajlik. Tehát a Krebs-ciklus a mátrixban zajlik, és aztán azt mondtam, hogy az elektrontranszportlánc, amely valójában az ATP nagy részének előállításáért felelős, a belső membránon vagy a cristákon átívelő fehérjéken keresztül történik. Most már végeztünk. Valószínűleg a mitokondriumok egyik leglenyűgözőbb része, azt mondtuk, hogy úgy gondoljuk, hogy ezek az ősi független életformák leszármazottai, és ahhoz, hogy ősi független életformák legyenek, rendelkezniük kell valamilyen információval, valamilyen módon továbbítaniuk kell a genetikai információikat, és kiderült, hogy a mitokondriumoknak valójában saját genetikai információjuk van. Van mitokondriális DNS-ük, és gyakran nem is csak egy példányuk van belőle, hanem több példányuk is, és ezek a hurkok nagyon hasonlítanak a bakteriális DNS-hez. Valójában sok közös vonásuk van a bakteriális DNS-sel, és ezért gondoljuk, hogy az önállóan élő mitokondriumok őse valószínűleg a baktériumok egy formája volt, vagy valamilyen módon rokonságban állt a baktériumokkal. Tehát ez itt, ez ott, ez a mitokondriális DNS hurokja. Tehát az összes DNS, ami benned van, a nagy része, igen, a nukleáris DNS-ben van, de még mindig van egy kis DNS a mitokondriumokban, és ami érdekes, hogy a mitokondriális DNS, a mitokondriumok lényegében az anyai oldalról öröklődnek, mert amikor egy petesejt megtermékenyül, az emberi petesejtben rengeteg mitokondrium van, és nyilván nem rajzolom le az összes dolgot az emberi petesejtben. Nyilvánvalóan van sejtmagja és mindezek. A spermiumnak van benne néhány mitokondrium, el lehet képzelni, hogy képesnek kell lennie megnyerni ezt a nagyon versengő harcot, hogy megtermékenyíthesse a petesejtet, de a jelenlegi elmélet szerint ezek mindegyike vagy nagy része megemésztődik vagy feloldódik, amint ténylegesen bejut a petesejtbe. Mindenesetre a petesejt maga sokkal több mitokondriumot tartalmaz, így a mitokondriumokban lévő DNS az anyától származik, vagy lényegében az anyai oldalról, és ezt használják, a mitokondriális DNS-t, amikor az emberek egyfajta ősi Éváról beszélnek, vagy arról, hogy visszavezethető egy közös anyára, az emberek a mitokondriális DNS-t nézik, szóval ez valójában nagyon, nagyon lenyűgöző. Egy kicsit korábban azt mondtam, hogy nyilvánvalóan van saját DNS-e, és mivel van saját DNS-e, képes szintetizálni a saját RNS-ének egy részét, a saját riboszómáit, tehát itt is vannak riboszómái. De nem szintetizál minden fehérjét, ami a mitokondriumban van. Ezek nagy részét még mindig a nukleáris DNS szintetizálja vagy kódolja, és valójában a mitokondriumon kívül szintetizálódnak, majd bejutnak a mitokondriumokba, de a mitokondriumok lenyűgöző, lenyűgöző dolgok. Ezek a kis lények szimbiózisban élnek a sejtjeinkben, és képesek szaporodni, és nem is tudom, mindezt elképesztőnek találom. De mindegy is. Azt mondtam, hogy ez a tankönyvi modell, mert kiderült, hogy ha megnézünk egy mikroszkópiát, egy képet a mitokondriumokról, akkor úgy tűnik, hogy alátámasztja ezt a tankönyvi modellt, hogy ezek a redők, ezek a kriszták csak úgy behajlanak, de amikor kifinomultabb vizualizációkra voltunk képesek, akkor valójában kiderült, hogy nem csak ezek az egyszerű redők, hogy a belső membrán lényegében beleakaszkodik a mátrixba, és kiderült, hogy vannak ezek a kis alagutak, amelyek összekötik a kriszták belsejét a membránközi térrel. Szeretek ezen gondolkodni, mert rávilágít arra, hogy a tankönyvekben olyan dolgokat veszünk természetesnek, mint a mitokondriumok, és azt mondjuk: “Ó, igen, persze. “Ott vannak az ATP-gyárak”, de ez még mindig a vizualizációs kutatások területe, hogy teljesen megértsük, hogyan működnek pontosan, és még azt is, hogyan vannak felépítve, hogy ez a Baffle modell, ahol látod ezeket a krisztákat, amik csak úgy bejönnek és kijönnek a különböző oldalakon. Ez valójában már nem az elfogadott modell a tényleges vizualizációra, a mitokondriumok szerkezetére. Inkább valami ilyesmi, inkább valami olyasmi, ahol van ez a cristae junction modell, ahol van, ha rajzolnék egy keresztmetszetet, ahol ez a külső membrán és a belső membrán, csak megrajzolom ezeket a kis alagutakat a cristae tényleges belsejébe. Tulajdonképpen ez ma már az elfogadottabb vizualizáció, ezért szeretném, ha értékelnétek, hogy amikor a biológiában olvastok valamit egy tankönyvben, azt mondjátok: “Ó, az emberek már rájöttek erre a dologra”, de az emberek még mindig azon gondolkodnak: “Nos, hogyan működik ez a struktúra? “Mi a tényleges felépítése?” és aztán, “Hogyan engedi meg, hogy ez az organellum, “ez a lenyűgöző organellum megtegye mindazt, amit meg kell tennie?”