– Addentriamoci nel mondo dei mitocondri che sono probabilmente il mio organello preferito. Quindi facciamo un piccolo ripasso di cosa sono i mitocondri e poi possiamo scavare un po’ più a fondo nella loro struttura. Pensiamo a una cellula e non a una qualsiasi cellula, ma a una cellula eucariotica. Questa è la membrana cellulare e quando la gente dice un eucariote o una cellula eucariotica di solito dice: “Oh! Deve avere il suo DNA nucleare “in un nucleo legato alla membrana” e questo sarebbe vero, quindi disegniamo il nostro nucleo legato alla membrana. Questa è la nostra membrana nucleare. Qui c’è il suo DNA, quindi disegniamo del DNA. Ma quando parliamo di cellule eucariotiche, non stiamo parlando solo di un nucleo legato alla membrana, stiamo parlando anche di altri organelli legati alla membrana e al secondo posto per una struttura legata alla membrana che è molto importante per la cellula ci sono i mitocondri. Quindi disegniamo alcuni mitocondri proprio qui. Quindi parlerò un po’ di più su cosa sono queste piccole linee ghirigie che sto disegnando all’interno dei mitocondri e questa è in realtà un po’ più di una visualizzazione da manuale, perché impareremo tra pochi minuti o secondi che ora abbiamo visualizzazioni più sofisticate di ciò che sta realmente accadendo all’interno di un mitocondrio, ma in realtà non abbiamo risposto a tutte le nostre domande, ma potreste già averlo imparato, quindi lasciatemi chiarire, questi sono mitocondri. Questo è il plurale. Se stiamo parlando solo di uno di loro, stiamo parlando di un mitocondrio. Questo è il singolare di mitocondri. Ma potresti aver già imparato, in passato o in un altro video di Khan Academy, che questi sono visti come le fabbriche di ATP delle cellule. Quindi lasciate che lo dica in questo modo. Quindi le fabbriche di ATP. Fabbriche di A-T-P e se avete guardato i video sull’ATP o sulla respirazione cellulare o altri video, vi ho parlato ripetutamente di come l’ATP sia davvero la moneta per l’energia nella cellula, e che quando è nella sua forma ATP avete l’adenosina trifosfato. Se si toglie uno dei gruppi fosfato, si toglie una delle P, si rilascia energia ed è ciò che il vostro corpo usa per fare ogni sorta di cose, dal movimento al pensiero, a ogni sorta di cose che avvengono nel vostro corpo, quindi potete immaginare che i mitocondri sono davvero importanti per l’energia, per quando la cellula deve fare delle cose. Ed è per questo che troverete più mitocondri in cose come le cellule muscolari, cose che devono usare molta energia. Ora, prima di entrare nella struttura dei mitocondri, voglio parlare un po’ del suo affascinante passato, perché pensiamo alle cellule come all’unità più elementare della vita e questo è vero, viene direttamente dalla teoria cellulare, ma si scopre che la teoria più diffusa su come i mitocondri sono entrati nelle nostre cellule è che un tempo i predecessori, gli antenati dei nostri mitocondri, erano organismi liberi e indipendenti, microrganismi. Quindi discendono da microrganismi di tipo batterico che potrebbero aver vissuto da soli ed erano forse molto bravi a processare l’energia o forse erano anche bravi in altre cose, ma a un certo punto del passato evolutivo, sono stati ingeriti da quelli che erano gli antenati delle nostre cellule e invece di essere inghiottiti e fatti a pezzi e tipo di essere digeriti e mangiati, è stato come, “Ehi, aspetta, se queste cose rimangono in giro, “quelle cellule hanno più probabilità di sopravvivere “perché sono in grado di aiutare a elaborare il glucosio “o aiutare a generare più energia dalle cose.” E così le cellule che erano in grado di vivere in simbiosi hanno dato un posto per i mitocondri per vivere o i pre-mitocondri, i mitocondri antenati, quelli sono sopravvissuti e poi attraverso i processi di selezione naturale, questo è ciò che ora associamo, ora associamo le cellule eucariotiche come aventi mitocondri, Quindi trovo che l’idea che un organismo sia all’interno di un altro organismo in simbiosi anche a livello cellulare sia un po’ sconcertante, ma comunque, smetterò di parlare di questo e ora parliamo solo del presente, parliamo della struttura attuale dei mitocondri. E per prima cosa farò una specie di disegno semplificato di un mitocondrio e disegnerò una sezione trasversale. Quindi, disegnerò una sezione trasversale. Quindi, se dovessimo tagliarlo a metà. Quindi quello che ho disegnato qui sarebbe la sua membrana esterna. Questa è la membrana esterna proprio qui e la etichettiamo. Membrana esterna. E tutte queste membrane che disegnerò, saranno tutti bilayer di fosfolipidi. Quindi, se dovessi ingrandire qui, se dovessi ingrandire, vedremmo un bilayer di fosfolipidi. Quindi hai le teste idrofile rivolte verso l’esterno, le teste idrofile rivolte verso l’esterno e le code idrofobiche verso l’interno. Quindi. Vedete qualcosa di simile, quindi sono tutti bilayer di fosfolipidi. Ma non sono solo fosfolipidi. Tutte queste membrane hanno ogni sorta di proteine incorporate, voglio dire che le cellule sono strutture incredibilmente complesse, ma anche gli organelli come i mitocondri hanno un’affascinante, credo che si potrebbe dire sub-struttura. Essi stessi hanno tutti i tipi di proteine interessanti, enzimi incorporati nelle loro membrane e sono in grado di aiutare a regolare ciò che accade all’interno e all’esterno di questi organelli. E una delle proteine che si trovano nella membrana esterna dei mitocondri, si chiamano porine e le porine non si trovano solo nei mitocondri, ma sono una specie di proteine a tunnel, sono strutturate in modo da formare una specie di foro nella membrana esterna. Quindi le sto disegnando meglio che posso. Queste sono porine e la cosa interessante delle porine è che non permettono alle grandi molecole di passare passivamente, ma le piccole molecole come gli zuccheri o gli ioni possono passare passivamente attraverso le porine. E così, a causa di questo, la concentrazione di ioni e, beh, dovrei dire, le concentrazioni di piccole molecole tendono ad essere simili su entrambi i lati di questa membrana, su entrambi i lati di questa membrana esterna. Ma questa non è l’unica membrana coinvolta in un mitocondrio. Abbiamo anche una membrana interna. Lo farò in giallo. Abbiamo anche una membrana interna e la disegnerò prima con un modello da libro di testo e poi parleremo un po’, poiché pensiamo che questo modello non sia del tutto corretto, ma in questo, quindi abbiamo questa membrana interna, membrana interna, e questa membrana interna ha queste pieghe in essa per aumentare la loro area superficiale e l’area superficiale è davvero importante per la membrana interna perché è lì che avvengono i processi della catena di trasporto degli elettroni attraverso, essenzialmente, queste membrane. Quindi si vuole questa area di superficie extra in modo da poter essenzialmente avere più di questo in corso. E queste pieghe hanno un nome. Quindi se stai parlando di una di esse, se stai parlando di una di queste pieghe, stai parlando di una crista, ma se stai parlando di più di una di esse, la chiameresti una cristae, cristae. A volte ho visto la pronuncia di questo come cristae, cristae o cristae, che è plurale per crista. Queste sono solo pieghe nella membrana interna e ancora una volta la membrana interna è anche un bilayer fosfolipidico. Ora all’interno delle membrane interne, quindi tra la membrana esterna e la membrana interna potete immaginare come si chiamerà. Questo spazio si chiama spazio intermembrana, un nome non troppo creativo, spazio intermembrana e a causa delle porine, la concentrazione di piccole molecole nello spazio intermembrana e poi fuori dai mitocondri, nel citosol, queste concentrazioni saranno simili, ma la membrana interna non ha le porine e quindi si può avere una concentrazione diversa su entrambi i lati e questo è essenziale per la catena di trasporto degli elettroni. La catena di trasporto degli elettroni culmina con l’idrogeno, un gradiente di ioni idrogeno che viene costruito tra i due lati e poi scorrono lungo quel gradiente attraverso una proteina chiamata ATP sintasi che ci aiuta a sintetizzare l’ATP, ma ne parleremo meglio forse in questo video o in un video futuro, ma finiamo di parlare delle diverse parti di un mitocondrio. All’interno della membrana interna c’è quest’area qui chiamata matrice. Si chiama, lasciatemi usare un colore diverso, questa è la matrice ed è chiamata matrice perché ha una concentrazione proteica molto più alta, è più viscosa del citosol che si trova all’esterno dei mitocondri. Quindi questa qui è la matrice. Quando parliamo di respirazione cellulare, la respirazione cellulare ha molte fasi. Parliamo di glicolisi. La glicolisi avviene nel citosol. Quindi la glicolisi può avvenire nel citosol. Glicolisi. Ma le altre fasi principali della respirazione cellulare. Ricordate che parliamo del ciclo dell’acido citrico, noto anche come ciclo di Krebs, che avviene nella matrice. Quindi il ciclo di Krebs si svolge nella matrice e poi ho detto che la catena di trasporto degli elettroni, che è davvero responsabile della produzione della maggior parte dell’ATP, avviene attraverso proteine che sono a cavallo della membrana interna o a cavallo delle criste, proprio qui. Ora abbiamo finito. Probabilmente una delle parti più affascinanti dei mitocondri, abbiamo detto che pensiamo che discendano da queste antiche forme di vita indipendenti e per essere un’antica forma di vita indipendente, dovrebbero avere qualche informazione, un modo per trasmettere effettivamente le loro informazioni genetiche e, a quanto pare, i mitocondri hanno effettivamente le loro informazioni genetiche. Hanno il DNA mitocondriale e spesso non ne hanno solo una copia, ne hanno più copie e sono molto simili al DNA batterico. Infatti, hanno molto in comune con il DNA batterico ed è per questo che pensiamo che l’antenato dei mitocondri che vivono in modo indipendente era probabilmente una forma di batterio o legato ai batteri in qualche modo. Quindi questo, questo qui, è il ciclo del DNA mitocondriale. Quindi tutto il DNA che è dentro di te, il grosso, sì, è nel tuo DNA nucleare, ma hai ancora un po’ di DNA nei tuoi mitocondri e ciò che è interessante è il tuo DNA mitocondriale, i tuoi mitocondri, sono ereditati, essenzialmente, dalla parte di tua madre, perché quando un uovo viene fecondato, un uovo umano ha tonnellate di mitocondri in esso e ovviamente non sto disegnando tutte le cose nell’uovo umano. Ovviamente ha un nucleo e tutto il resto. Lo spermatozoo ha alcuni mitocondri, si potrebbe immaginare che ha bisogno di essere in grado di vincere quella lotta molto competitiva per arrivare a fecondare l’uovo, ma la teoria attuale è che tutto o la maggior parte di questo viene digerito o dissolto una volta che arriva effettivamente nell’uovo. E comunque, l’uovo stesso ha molti più mitocondri, quindi il DNA nei mitocondri proviene da tua madre o è essenzialmente dalla parte di tua madre e questo è effettivamente usato, il DNA mitocondriale, quando la gente parla di una sorta di Eva antica o di risalire ad avere una sorta di madre comune, la gente sta guardando il DNA mitocondriale, quindi è davvero molto, molto affascinante. Ora ho detto un po’ prima, e sapete, ovviamente, che ha il proprio DNA e poi perché ha il proprio DNA è in grado di sintetizzare parte del proprio RNA, i propri ribosomi, quindi ha anche dei ribosomi qui. Ma non sintetizza tutte le proteine che si trovano nei mitocondri. Molte di queste sono ancora sintetizzate o codificate dal tuo DNA nucleare e sono effettivamente sintetizzate fuori dai mitocondri e poi si fanno strada nei mitocondri, ma i mitocondri sono queste cose affascinanti, affascinanti. Sono queste piccole creature che vivono in simbiosi nelle nostre cellule e sono in grado di replicarsi e non so, trovo tutto questo sbalorditivo. Ma comunque. Ho detto che questo era il modello da manuale perché si scopre che, quando si guarda una micrografia, una foto di mitocondri, sembra sostenere questo modello da manuale di queste pieghe, queste cristae che si piegano, ma quando siamo stati in grado di avere visualizzazioni più sofisticate si scopre che non sono solo queste semplici pieghe che la membrana interna si aggancia essenzialmente alla matrice e si scopre che ha questi piccoli tunnel che collegano lo spazio interno delle cristae allo spazio intermembrana. Mi piace pensare a questo perché ti fa capire, sai, guardiamo i libri di testo e diamo queste cose come i mitocondri per scontate, come, “Oh sì, certo. “Ecco dove sono le fabbriche di ATP”, ma è ancora un’area per la ricerca di visualizzazione per capire esattamente come funzionano e anche come sono strutturati che questo modello Baffle dove si vedono queste criste che entrano ed escono dai diversi lati. Questo in realtà non è più il modello accettato per la visualizzazione effettiva, la struttura dei mitocondri. Qualcosa di più simile a questo, qualcosa di più dove si ha questo modello di giunzione delle criste dove si ha, se dovessi disegnare una sezione trasversale dove questa è la, ho disegnato la membrana esterna e la membrana interna, disegnerò ha questi piccoli tunnel allo spazio effettivo all’interno delle criste. Questa è attualmente la visualizzazione più accettata, quindi voglio che apprezziate il fatto che quando in biologia leggete qualcosa in un libro di testo dite: “Oh, la gente ha capito tutte queste cose”, ma la gente sta ancora pensando: “Bene, come funziona questa struttura? “Qual è la struttura attuale?” e poi, “Come fa effettivamente a permettere a questo organello, “questo affascinante organello di fare tutte le cose “che deve fare?”

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