미토콘드리아
미토콘드리아 (Mitochondria, 고대 그리스어 mitos: 끈 + chondros: 낱알)는 내부 구조가 마치 끈을 말아 놓은 것 같으며 겉모양이 낱알과 닮았다고 하여 붙여진 이름으로서 생물학의 세포학에서 중요시되는 세포 안에 있는 유기체이다.
미토콘드리아는 그 크기와 수가 세포의 종류와 세포가 맡고 있는 역할에 따라 많은 차이가 있다. 그럼에도 불구하고 미토콘드리아는 다음과 같은 공통적인 구조와 특징을 갖고 있다.
- 미토콘드리아는 세포 안에서 독립된 형태를 보존시키는 데에 필요한 세포막을 갖고 있다. 외부막 안에는 다시 화학반응을 추진시키는 내부막이 있다.
- 미토콘드리아는 세포 내 에너지 생산공장으로써의 역할을 한다. 포도당의 해당 과정 중, 시트르산 회로와 전자전달계electron transfer system를 통하여 대량의 ATP을 생산-공급한다.
- 미토콘드리아는 과거 산소를 이용해 에너지를 합성할 수 있었던 고세균이 세포내 공생의 결과로 만들어 진 것이라고 해석되며, 독자적인 DNA와 리보솜을 가지고 있으며 자신이 필요로 하는 단백질을 소량 합성할 수 있다.
- 정의
-사립체, 미토콘드리아
-박테리아, 바이러스, 성숙적혈구를 제외한 모든 살아있는 세포안의 과립형 소기관
- 내용
-세포내 대사와 호흡기능을 한다.
-세포에 필요한 에너지를 ATP형태로 생성한다.
거의 모든 진핵세포에서 발견되는 미토콘드리아(mitochondria)는 종종 세포의 발전소로 일컬어진다. TCA회로의 활성과 전자전달과 산화적 인산화 과정에 의한 ATP합성이 미토콘드리아에서 일어난다. 투과전자현미경으로 보면 미토콘드리아는 대개 폭이 0.3~1.0 μm, 길이가 5~10μm인 원통형 구조이다. (이는 세균세포의 크기와 같다). 세포에는 보통 1,000개 이상의 미토콘드리아가 있지만 효모의 일부, 단세포 조류, 트리파나좀(trypanasome) 원생동물 등 몇 종에서는 하나의 거대한 관상 미토콘드리온이 세포질 전체에 퍼져있다.
미토콘드리아는 이중막으로 둘러싸여 있으면 미토콘드리아의 외막과 내막 사이에는 6~8nm 정도의 공간이 있다. 내막은 주름이 많이 잡힌 크르스테(cristae, 단수는 crista)구조를 이루고 있어 막의 표면적이 매우 넓다. 크리스테 구조는 생물종마다 다르다. 진균류에서는 평판모양의 크리스테를 이루는 반면 유클레나와 같은 편모충류에서는 원반형을 이룬다. 관상 크리스테 또한 여러 종의 진핵세포에서 발견된다. 그러나 아메바에서는 소포형의 크리스테 구조를 한 미토콘드리아가 존재한다. 내막은 미토콘드리아의 기질을 둘러싸고 있다. 미토콘드리아 기질은 매우 조밀하며 리보좀과 DNA가 있고 때로는 커다란 인산칼슘 입자가 존재하기도 한다. 미토콘드리아에 있는 리보좀은 세포질에 있는 리보좀보다 작고 크기와 소단위의 구성성분 등 여러 면에서 세균의 것과 유사하다. 미토콘드리아 DNA는 세균의 DNA와 마찬가지로 환형 구조이다.
미토콘드리아는 가 구획마다 존재하는 화학성분이나 효소의 종류가 다르다. 외막과 내막을 구성하는 지질의 조유도 다르다. 전자전달 및 산화적 인산화 과정에 관여하는 효소나 전자 수용체는 미토콘드리아의 내막에 존재한다. TCA 회로와 지방산의 β-산화과정을 수행하는 효소는 미토콘드리아의 기질에 위치한다.
미토콘드리아의 내막에는 대략8.5nm인 작은 구형 입자가 안쪽 표면에 붙어있다.
이것이 F₁입자이며 세포내 호흡과정에서 ATP를 합성한다.
미토콘드리아에 있는 DNA와 리보좀은 미토콘드리아 DNA에 돌연변이가 일어나서 나타나는 질병도 있다. 그러나 대부분의 미토콘드리아 단백질 유전자는 핵 DNA에 존재한다. 미토콘드리아는 이분법에 의해 분열한다. 엽록체 역시 미토콘드리아와 마찬가지로 부분적인 독립성을 보이며 이분법으로 분열한다. 이들 세포소기관은 여러 측면에서 세균과 닮아 세균과
커다란 세포사이의 공생관계에서 이러한 세포소기관이 형성되었다고 생각되고 있다.
☞미토콘드리아의 효소 분포
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외막 |
모노아민 산화효소, 시트크롬 b5 |
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막강공간 |
아테닐산키나아제 |
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내막 |
숙신산 탈수소효소. 시토크롬 산화효소, F₁- ATPase |
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기질 |
TCA 회로 효소계 지방산 β-산화효소계 |
