Жива матерія являє собою струнку багаторівневу систему, в якій кожне наступне ланка проявляється ускладненням будови і функцій попередніх рівнів. Особливо значущі процеси обміну речовин, що відбуваються у клітинних органоидах, наприклад, в ядрі, мітохондріях, рибосомах. Їх розглядає як цитологія, так і молекулярна біологія. Це наука, що вивчає роль мітохондрій у метаболізмі. Ми зупинимося на особливостях молекулярного і клітинного виду організації природи. Вони є базою для більш складних рівнів. Також з'ясуємо, як у клітці протікають процеси синтезу і розщеплення. Далі визначимо, які органели відповідають за катаболічні реакції. Відповіді на ці питання дасть молекулярна біологія – наука, що вивчає роль мітохондрій у метаболізмі.

Обмін речовин і енергії в клітині

Живі організми існують завдяки надходженню в їх тканини, органи і клітини поживних речовин. Під дією ферментів вони розщеплюються в спеціальних органоидах - мітохондріях, присутніх у всіх эукариотических клітинах. При цьому виділяється енергія, частина якої розсіюється у вигляді тепла, а частина, що залишилася порція переходить у вид молекул АТФ або НАДФ. Вона витрачається на ріст, рух, розмноження і т. д. Біологічна наука, що вивчає роль мітохондрій у метаболізмі, довела їх важливе значення в синтезі енергії.

Як будова мітохондрії зумовлює її функції

Зовні органели схожі на диски, палички або нитки. Такі вони, наприклад, у міофібрил або клітинах найпростіших: інфузорій, жгутіконосцев. Органоид складається з двох мембран, внутрішня частина містить матрикс і складки-крісти з АТФ-сомами, що включають ферментативний комплекс. Він відповідає за синтез молекул аденозинтрифосфорної кислоти. Молекулярна біологія – наука, що вивчає роль мітохондрій у метаболізмі, з'ясувала, що первинні реакції йдуть в матриксі, а безпосереднє утворення АТФ відбувається на кристах органел.

Чому мітохондрії називають " силовими станціями клітини?

Щоб синтезувати енергію, потрібно перенести іони Н + з зовнішньої, позитивно зарядженої поверхні органоида, на складки внутрішньої мембрани, що несуть негативні заряди. Цей процес каталізують молекули ферментної системи Н + – АТФ-ази, через мембранні канали яких і рухаються катіони водню. Вони викликають реакцію окисного фосфорилювання. Це приєднання фосфатної кислоти до АДФ, що призводить до утворення молекул АТФ – основного енергетичного речовини клітин. Наука, що вивчає роль мітохондрій у метаболізмі – молекулярна біологія. Вона експериментально підтвердила головне значення цих органел в обміні речовин і енергії в клітинах.