Информация

Митохондриите мъртви ли са?

Митохондриите мъртви ли са?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Във видеото „Какво е животът? Реална ли е смъртта?“ темата за митохондриите е повдигната в 2:58. В 3:12 разказвачът казва „[митохондриите] вече не са живи: те са мъртви“.

Какви мисловни течения водят до това утвърждаване?

Когато търся митохондриите са мъртви в Google, получавам много връзки за ролята на митохондриите в клетъчната смърт, но не виждам никъде, че твърдението в това видео да се обсъжда.


SolarLunix публикува отличен отговор, описващ критериите за класифициране като „живи“ и показа, че по тези критерии митохондриите могат да се считат за „мъртви“.

Въпреки това бих твърдял, че изявлението на разказвача във вашето видео няма никакъв смисъл. Приетата понастоящем теория за еволюцията на митохондриите (и вероятно други органели) от свободно живеещи прокариоти се нарича симбиогенеза и постулира, че митохондриалните предшественици са започнали да живеят симбиотично с предшествениците на еукариотите преди около 1,5 милиарда години. Животът е възникнал на Земята преди около 3,5 милиарда години, така че еукариотните клетки (носещи митохондрии) съществуват малко по-малко от половината от това време.

В този невероятно голям период от време (ако броите 1 число в секунда, бихте достигнали 1,5 милиарда за около 47,5 години), това, което преди беше независим организъм (предполагаме), се превърна в органела - неразделна част от еукариотното клетка. Той абсолютно не може да оцелее сам извън клетката и разчита на сигналите от клетката (главно, енергийните нужди на клетката, открити от „сензорните“ протеини до ключови молекули като глюкоза и АТФ), за да се възпроизведе.

Ето защо е най-подходящо да се мисли за митохондриите просто като за друга органела, точно като ендоплазмения ретикулум, лизозомите или ядрото. Няма смисъл да мислим за тези други структури като „живи“ или „мъртви“, точно както няма смисъл да мислим за митохондриите по същия начин. Да те използван да бъдат независими, но вече не са; вместо това те са добре интегрирана част от цялата клетка.


Кратък отговор: Според определението за живот, да, митохондриите са "мъртви".


За да бъде считан за жив, организмът трябва да отговаря на следните критерии:

  • организирана структура, изпълняваща определена функция
  • способност за поддържане на съществуването, напр. чрез хранене
  • способност да реагира на стимули или на околната среда
  • способни да се адаптират
  • способност за покълване или размножаване

Организирани ли са митохондриите?

Да, те имат структура, която им позволява да метаболизират енергията, донесена до нея от клетката.

Могат ли митохондриите да поддържат собственото си съществуване?

Не, много от гените, които митохондриите трябва да функционират, вече не са в митохондриите. Те се нуждаят от клетката гостоприемник, за да осигурят голяма част от това, което им е необходимо.

Имайте предвид, че посочвам генетиката на митохондриите. Те са били включени в самите митохондрии и са били преместени в ДНК на клетката гостоприемник. Ето защо ги смятам за „мъртви“, защото те вече не са свой собствен организъм, те са органел, който помага на клетката да остане жива.

Можем да спрем до тук, тъй като това дисквалифицира Митохондрията да не се смята за жива. За завършване обаче ще продължа.

Могат ли митохондриите да реагират на стимули?

Да, за да се раздели, той получава сигнализация от клетката. Бих смятал това за отговор на околната среда.

Могат ли митохондриите да се размножават?

Да, тяхното възпроизвеждане е много подобно на бактериите - чрез процес, наречен делене.


Заключение: Тъй като митохондриите не могат да поддържат съществуването си, сами (благодарение на това, че вече не притежават пълния си геном), те са мъртви.


Бих искал да разширя малко публикацията на SolarLunix, защото логиката, използвана в заключението, също би означавала, че ендосимбионтите, като https://en.wikipedia.org/wiki/Buchnera_(bacterium), които не могат да оцелеят извън своя хост, са също "мъртъв".

Мисля, че много от нас не са съгласни с това схващане, затова вместо това бих казал, че фактът, че толкова много от техните гени са преместени в ядрото, ги прави органели и по този начин подструктури на еукариотната клетка и по този начин "мъртви".

В крайна сметка обаче мисля, че това е по -скоро въпрос на семантика, тъй като може да се твърди, че те представляват напреднал стадий на ендосимбиоза.


Какъв блестящ въпрос за насърчаване на дискусия. Митохондриите определено се възпроизвеждат, те поддържат по -добър енергиен поток от която и да е друга част на клетката и поддържат много ниско състояние на ентропия, като използват този енергиен поток. Може да не е учебник отговор, но да си жив наистина означава да намалиш локалната си ентропия, като използваш поток от енергия. Подозирам, че митохондриите са престанали да се променят под натиска на естествения подбор, но какво от това - те бяха практически перфектни в продължение на един милиард години.


Митохондриите мъртви ли са? - Биология

Медицински научен блог на Mayo Clinic – еклектична колекция от изследователски и изследователски образователни истории: разкази, мини новини, възможности за обучение, профили и други от Mayo Clinic.

Следвайте клиника Майо

Още изследвания в клиниката Майо

Регистрирайте се Напредък на науката и получавайте актуализации, когато имаме ново съдържание!

Новинарската мрежа на клиниката Майо съдържа разнообразни истории за здравето на потребителите и новини за научни изследвания.

Посетете Discovery’s Edge, нашата сестринска публикация, за видеоклипове, функции и дълбоко потапяне в някои по -основни научни концепции.

Discovery 's Edge

Архиви

Споделя това:

Митохондрии Определение

Митохондриите са клетъчни органели, които произвеждат енергия чрез аеробно дишане. Въпреки че митохондриите имат много жизненоважни функции, те са най-известни като електроцентрали на клетката.

Те са изключително важни за мозъка и мускулите ви, тъй като използват повече енергия от останалите ви органи.

Митохондриите са като клетъчни батерии, които трябва да се зареждат постоянно чрез дишане. Те снабдяват всяка клетка, тъкан и орган в тялото ви с енергия. Например, мозъкът ви изгаря повече енергия от всеки друг орган. Следователно вашите мозъчни клетки имат голям брой митохондрии.

Здравето и силата на тялото ви във всеки един момент зависи от здравето на вашите митохондрии. Ако искате да увеличите силата и енергийния си потенциал, трябва да защитите митохондриите си.


Опции за достъп

Получете пълен достъп до дневника за 1 година

Всички цени са НЕТНИ цени.
ДДС ще бъде добавен по-късно при плащането.
Изчисляването на данъка ще бъде финализирано по време на напускане.

Получете ограничен във времето или пълен достъп до статия в ReadCube.

Всички цени са НЕТНИ цени.


Митохондриите мъртви ли са? - Биология

Пионерските биохимични изследвания отдавна са изградили концепцията, че митохондриите са „енергийната централа на клетката“. Тези изследвания, комбинирани с уникалния еволюционен произход на митохондриите, доведоха до десетилетия изследвания, фокусирани върху органелата като съществен, но независим, функционален компонент на клетката. Напоследък обаче нашият концептуален възглед за тази изолирана органела беше дълбоко променен с откритието, че митохондриите функционират в рамките на интегриран ретикулум, който непрекъснато се ремоделира от сливане и делене. Идентифицирането на редица протеини, които регулират тези дейности, започва да предоставя механистични подробности за ремоделирането на митохондриалната мембрана. Остава обаче по -широкият въпрос относно основната цел на митохондриалната динамика и транслацията на тези морфологични преходи в променен функционален изход. Една от хипотезите е, че митохондриалното дишане и метаболизъм могат да бъдат пространствено и времево регулирани от архитектурата и позиционирането на органелата. Последните доказателства подкрепят и разширяват тази идея, като демонстрират, че митохондриите са неразделна част от множество клетъчни сигнални каскади. Интересното е, че протеини като GTPases, кинази и фосфатази участват в двупосочна комуникация между митохондриалния ретикулум и останалата част от клетката. Тези протеини свързват митохондриалната функция и динамиката с регулирането на метаболизма, контрола на клетъчния цикъл, развитието, антивирусните реакции и клетъчната смърт. В този преглед ще подчертаем нововъзникващите доказателства, които предоставят молекулна дефиниция на митохондриите като централна платформа при изпълнението на различни клетъчни събития.


Резултати

Х2О2-Индуцирана зиготична клетъчна смърт, характеризираща се с морфология и TUNEL оцветяване

В контролната култура зиготите на мишка B6C3F1 се разцепват нормално (95%) на Ден 2 и се развиват до бластоцисти (92%) до Ден 4 (Фиг. 2). При развитите бластоцисти средно 2 апоптотични клетки са наблюдавани чрез TUNEL оцветяване (фиг. 3D), резултат подобен на този, показан по -рано [43]. Тъй като е установено, че бластоцистите показват PCD [32, 33, 43, 50], TUNEL-положително оцветяване от бластоцисти, третирани с H2О2 за 1 час бяха използвани като положителна контрола за потвърждаване на ефективността на този апоптотичен анализ, приложен при зиготи. Двадесет и четири часа след третиранията общият брой на клетките (55 ± 19) е значително (P & lt 0.05) намален и процентът (25 ± 34%) от апоптотичните клетки значително се увеличи в бластоцисти (n = 11), третирани с 200 μM H2О2, в сравнение със стойностите за контрол, необработени бластоцисти (съответно 106 ± 14 и 2 ± 2%, n = 14). Въпреки това, 100 μM H2О2 лечението не повлиява общите, както и апоптотичните клетки в бластоцистите (112 ± 23 и 2 ± 3%, съответно, n = 11). В предварителните експерименти ефектите на H2О2 върху разцепването и развитието на зиготи или двуклетъчни миши ембриони показват концентрация и времева зависимост (данните не са показани).

Ефекти на H2О2 върху развитието на миши зиготи, събрани на Ден 1. В нетретирана контролна култура, средно 95% зиготи (n = 95) се разцепват на Ден 2, а 92% се развиват до бластоцисти. Третиране на зиготи (n = 90) с 200 μM H2О2 инхибира разцепването и развитието, причинявайки морфологични белези на апоптотична клетъчна смърт, включително клетъчно свиване и образуване на мембрани или цитоплазмени вакуоли

Ефекти на H2О2 върху развитието на миши зиготи, събрани на Ден 1. В нетретирана контролна култура, средно 95% зиготи (n = 95) се разцепват на Ден 2, а 92% се развиват до бластоцисти. Лечение на зиготи (n = 90) с 200 μM H2О2 инхибира разцепването и развитието, причинявайки морфологични белези на апоптотична клетъчна смърт, включително клетъчно свиване и образуване на мембрани или цитоплазмени вакуоли

TUNEL петно ​​от клетъчна смърт в мишо зиготи. В отрицателната контрола не се добавя ензимната терминална дезоксинуклеотидил трансфераза. Горните панели показват отрицателен контрол без добавен ензим (А), TUNEL-отрицателно оцветяване в 200 μM H2О2-третирани (15 минути) зиготи (Б), но положително оцветяване (зелена флуоресценция с флуоресцеин изотиоцианат филтър) в 1 mM H2О2-третирани (1,5 часа) зиготи (° С) в рамките на 24 часа след лечението. Долни панели: TUNEL петно ​​на ден 4 в развита бластоциста, както в контролната група (д) и 200 μM H2О2-арестувана едноклетъчна (Е). Стрелката показва положителни ядра TUNEL, а стрелката показва полярно тяло

TUNEL петно ​​от клетъчна смърт в мишо зиготи. В отрицателната контрола не се добавя ензимната терминална дезоксинуклеотидил трансфераза. Горните панели показват отрицателен контрол без добавен ензим (А), TUNEL-отрицателно оцветяване в 200 μM H2О2-лечени (15 минути) зиготи (Б), но положително оцветяване (зелена флуоресценция с флуоресцеин изотиоцианат филтър) в 1 mM H2О2-третирани (1,5 часа) зиготи (° С) в рамките на 24 часа след лечението. Долни панели: петно ​​TUNEL на Ден 4 в развита бластоциста, както в контролната група (д) и 200 μM H2О2-арестувана едноклетъчна (Е). Стрелката показва положителни ядра на TUNEL, а стрелката показва полярно тяло

Леко третиране на зиготи с 200 μM H2О2 за 15 минути напълно инхибира разцепването и зиготите се спират в едноклетъчния стадий след това (фиг. 2). Третираните зиготи показват свита морфология, но не успяват да покажат PI-положително оцветяване 24 часа след третирането, когато пронуклеусите не са кондензирани. Само 31% зиготи показват PI-положително оцветяване на 48 часа след третирането. TUNEL анализът не разкрива фрагментация на ДНК в пронуклеусите за 48 часа (Таблица 1). До 72 часа след третирането пронуклеусите бяха оцветени положително с PI и 46% от зиготите показаха слабо оцветяване по TUNEL. За разлика от това, интензивно лечение на зиготи с 1 mM H2О2 за 1,5 часа индуцирани свити пронуклеуси и фрагментирана ДНК, открити чрез TUNEL оцветяване още 5 часа и по-очевидно до 24 часа след третирането (фиг. 3, C, C′, C″). След 5 часа зиготите претърпяха дегенерация, характеризираща се със свиване на цитоплазмата, мембранна пропускливост към PI и кондензация на пронуклеусите (Фиг. 4). Таблица 1 показва, че клетъчната смърт е настъпила в зиготи още 5 часа след интензивен оксидативен стрес (1 mM H2О2 в продължение на 1,5 часа), докато очевидната клетъчна смърт настъпва едва 48 часа по -късно при зиготи, изложени на лек оксидативен стрес (200 μM H2О2 за 15 минути). Освен това, нарушаването на развитието и индуцирането на клетъчна смърт е резултат от H2О2 себе си, защото каталазата, разградител на H2О2, може напълно да обърне този ефект (данните не са показани).

Х2О2-Индуцирана клетъчна смърт при миши зиготи.

Лечение. Часове след лечението. % Мъртъв a (не. Прегледано). % TUNEL-положителен b (бр. проверен) .
Контрол 5 0 (50) 0 (30)
Х2О2 (1 mM) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
Х2О2 (200 μM) c 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)
Лечение . Часове след лечението. % Мъртъв a (не. Прегледано). % TUNEL-положителен b (не. Изследван).
Контрол 5 0 (50) 0 (30)
Х2О2 (1 mM) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
Х2О2 (200 μM) c 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)

Живо и мъртво петно ​​Включва както PI и Hoechst петно, така и Live и Dead Kit обединени данни от поне 4 повторения.

Обединени данни от 3 повторения.

Преди 24 часа след лечението, всички зиготи са PI отрицателни и не показват TUNEL-положително оцветяване (данните не са показани в тази таблица) полярните тела показват FITC положителни на 24-48 часа (3 7%, n = 27) и 72 часа ( 100%, n = 22).

Х2О2-Индуцирана клетъчна смърт при миши зиготи.

Лечение . Часове след лечението. % Мъртъв a (не. Прегледано). % TUNEL-положителен b (не. Изследван).
Контрол 5 0 (50) 0 (30)
Х2О2 (1 mM) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
Х2О2 (200 μM) c 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)
Лечение. Часове след лечението. % Мъртъв a (не. Прегледано). % TUNEL-положителен b (не. Изследван).
Контрол 5 0 (50) 0 (30)
Х2О2 (1 mM) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
Х2О2 (200 μM) c 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)

Живо и мъртво петно ​​Включва както PI и Hoechst петно, така и Live и Dead Kit обединени данни от поне 4 повторения.

Обединени данни от 3 повторения.

Преди 24 часа след лечението, всички зиготи са PI отрицателни и не показват TUNEL-положително оцветяване (данните не са показани в тази таблица) полярните тела показват FITC положителни на 24-48 часа (3 7%, n = 27) и 72 часа ( 100%, n = 22).

Зиготи на 5 часа след третиране с 1 тМ Н2О2 за 1,5 часа показвано свиване на клетките (А) и мембранната пропускливост за PI (Б). PN, Pronucleus PB, полярно тяло

Зиготи на 5 часа след третиране с 1 тМ Н2О2 за 1,5 часа показвано свиване на клетките (А) и пропускливост на мембраната за PI (Б). PN, Pronucleus PB, полярно тяло

Освобождаване на цитохром c и активиране на каспаза

По -нататък се опитахме да определим дали клетъчната смърт на зиготи, индуцирана от лек и интензивен оксидативен стрес, се различава в критични биохимични белези, включително освобождаване на цитохром с и активиране на каспаза. Експериментите бяха повторени три пъти, като най -малко 50 ембриони бяха наблюдавани при всяко третиране. Х2О2 третирането с 200 μM за 15 минути или 1 mM за 1, 5 часа индуцира различна динамика на освобождаване на цитохром с и активиране на каспаза. Имунооцветяването показа, че нормалните зиготи показват мрежесто и точковидно оцветяване за цитохром с (фиг. 5В), съвпадащо с локализацията на митохондриите ([45, 46], непубликувани резултати). Зиготи, третирани с 1 тМ Н2О2 в продължение на 1,5 часа почти неизменно показва дифузно разпределение на оцветяване с цитохром с, показателно за освобождаването му от митохондриите, от 1, 2, 4 и 6 часа след третирането до края на периода на наблюдение в 24 часа (фиг. 5А). Третиране с 200 μM H2О2 за 15 минути не индуцира освобождаване на цитохром с до 72 часа след третирането, когато в цитоплазмата се появяват бучки от митохондрии и известна степен на хомогенно разпределение на цитохром с. Преди 48 часа няма забележими промени в локализацията на цитохром c, въпреки че се забелязва известно струпване на митохондриите чрез оцветяване с JC-1 и чрез ултраструктурно наблюдение, както е показано по-долу.

Флуоресцентна микрография, показваща хомогенно разпределение на оцветяването с цитохром с, което показва освобождаване на цитохром с в зиготи, третирани с 1 mM H2О2 за 1,5 часа (А) и точна локализация на цитохром с в митохондриите в контролните зиготи (Б)

Флуоресцентна микрография, показваща хомогенно разпределение на оцветяване с цитохром с, показващо освобождаване на цитохром с в зиготи, третирани с 1 тМ Н2О2 за 1,5 часа (А) и прецизира локализацията на цитохром с в митохондриите в контролните зиготи (Б)

По същия начин, 200 μM H2О2 не индуцира активиране на каспаза в зиготи в рамките на 48 часа след лечението. Въпреки това, 1 mM H2О2 задейства активиране на каспаза още след 3 часа, а активната каспаза е открита за 24 часа. В контролните, нетретирани зиготи, ниската каспазна активност се характеризира със светло жълто-кафеникаво оцветяване, показано в хомогенен сив вид (Фиг. 6А). Кафявото или тъмнокафявото петно ​​на цитоплазмата (ранен стадий) или пронуклеуси (късен стадий) показва активна каспаза след апоптотично третиране, показано в черно на Фигура 6, В и С. По подобен начин е открита активна каспаза в цитоплазмата и по -късно в ядрата в апоптотични ооцити чрез флуоресцентен анализ [30]. Третиране с 1 mM H2О2 също така е доказано, че индуцира активиране на каспаза 3-подобна протеаза в PC 12 клетки [41]. Фигура 6D показва активно оцветяване с каспаза в бластоцистите като положителна контрола. Наистина, експресията на каспаза беше открита в бластоцисти [32, 51]. Изглежда, че активната каспаза е свързана с фрагментацията на ДНК в бластоцистите.

Анализ на каспазна активност. А) Нормални зиготи само с леко оцветяване на фона, което показва липса на активиране на каспаза. Б и ° С) Кафяво оцветяване предполага активна каспаза в 1 mM H2О2-третирани зиготи с много тъмно кафяво оцветяване в пронуклеусите, обозначено с две стрелки. д) Контролно оцветяване в бластоциста (две стрелки показват активно оцветяване от каспаза в две клетки)

Анализ на активността на каспаза. А) Нормални зиготи само с леко оцветяване на фона, което показва липса на активиране на каспаза. Б и ° С) Кафяво оцветяване предполага активна каспаза в 1 mM H2О2-третирани зиготи с много тъмнокафяво оцветяване в пронуклеусите, обозначени с две стрелки. д) Контролно оцветяване в бластоциста (две върхове на стрелките показват активно оцветяване с каспаза в две клетки)

Промени в MMP и разпределение на активните митохондрии

Леката зиготична смърт, предизвикана от оксидативен стрес, изглежда по-интересна, тъй като продължителният арест на клетъчния цикъл имитира клетъчната смърт на стареещите човешки яйца и тъй като стареенето е свързано с леко окисляване, а не с остър интензивен стрес. Опитахме се да определим дали ММР, разпределението и структурата също са засегнати от лека форма на H2О2 лечение, както е докладвано при PCD при много типове соматични клетки. Промените в MMP, оценени чрез промяната в емисията на флуоресценция и интензивността на багрилото JC-1, бяха сравнени между контролни нетретирани зиготи и зиготи, третирани с 200 μM H2О2 1, 2, 3, 4 и 6 часа след третирането. При контрола, нормални зиготи, предварително заредени с JC-1, митохондриалните популации с висока енергия се разпределят равномерно в цитоплазмата, появявайки се като червена флуоресценция (Фиг. 7, А и В). Живите зиготи, подобно на други клетки, проявяват както деполяризирани, така и хиперполяризирани митохондрии [13, 48]. След излагане на 200 μM H2О2 в продължение на 15 минути MMP се деполяризира бързо, както се вижда от доминиращата зелена флуоресценция в междинната област на цитоплазмата, както и изчезването на червената флуоресценция и появата на оранжеви агрегати около кортикалните области. Започвайки 2 часа след третирането, интензитетът на пикселното съотношение, който отразява ММР, е по -нисък в междинната област на Н2О2-лекувани ембриони, отколкото при тези на контролните ембриони (фиг. 7С). Перинуклеарно разпределение на активните митохондрии се наблюдава при контролни зиготи, но не и при H2О2-третирани зиготи (фиг. 8).

Конфокална микроскопия изображения на митохондрии в миши зиготи, оцветени с JC-1. А) Канал 1 с червено (хиперполяризирано, J агрегати), канал 2 със зелено (мономерна форма на JC-1) и обединена флуоресценция (за съотношение на изображението) в контролни култивирани зиготи и 200 μM H2О2-лечени зиготи в 4 часа. Б) По -голямо увеличение в централната цитоплазма на зиготи. PN, Пронуклеус. ° С) Анализът на образа на съотношението, събран от конфокалните изображения. Средната стойност на относителния ММР от контролните зиготи във всяка времева точка е зададена на 100%, а ММР в третираните зиготи се изразява спрямо контролата за тази времева точка. MMP в зиготите намалява от 2 часа след третиране с 200 μM H2О2 в продължение на 15 минути и продължи да пада през следващите часове. Данните са представени като средна стойност ± SD в три повторения

Конфокално микроскопско изображение на митохондриите в миши зиготи, оцветени с JC-1. А) Канал 1 с червено (хиперполяризирано, J агрегати), канал 2 със зелено (мономерна форма на JC-1) и обединена флуоресценция (за съотношение на изображението) в контролни култивирани зиготи и 200 μM H2О2-лечени зиготи в 4 часа. Б) По -голямо увеличение в централната цитоплазма на зиготи. PN, Пронуклеус. ° С) Анализът на образа на съотношението, събран от конфокалните изображения. Средната стойност на относителната ММР от контролните зиготи във всяка времева точка е зададена на 100%, а ММР в третираните зиготи са изразени спрямо контрола за тази времева точка. MMP в зиготи намалява от 2 часа след третиране на 200 μM H2О2 в продължение на 15 минути и продължи да пада през следващите часове. Данните са представени като средно ± SD в три повторения

Оцветяване с MitoTracker на активни митохондрии в зиготи. Перипронуклеарно разпределение на митохондриите се наблюдава (стрелка) в контролните зиготи, но липсва (върх на стрелката) около пронуклеусите (PN) в зиготи, третирани с 200 μM H2О2. При контрастно изобразяване с диференциална интерференция, пронуклеусите могат да се видят непокътнати и в двете групови зиготи. Различни ембриони бяха визуализирани при контраст на диференциална интерференция и флуоресценция

MitoTracker оцветяване на активни митохондрии в зиготи. Перипронуклеарното разпределение на митохондриите се наблюдава (стрелка) в контролни зиготи, но отсъства (стрелка) около пронуклеусите (PN) в зиготи, третирани с 200 μM H2О2. При контрастно изобразяване с диференциална интерференция, пронуклеусите могат да се видят непокътнати и в двете групови зиготи. Различни ембриони бяха визуализирани при контраст на диференциална интерференция и флуоресценция

Ултраструктурно наблюдение на митохондриите

При нетретирани, контролни зиготи (фиг. 9), сферообразните, вакуолизирани, незрели митохондрии са демонстрирали плътно електронни матрици без очевидни кристи. Митохондриите са разпръснати в междинната област на цитоплазмата (фиг. 9, горни панели). При зиготи, третирани с 200 μM H2О2, промени в митохондриалната структура, включително разрушаване на матрицата, са отбелязани след 2 часа. До 4 часа след третирането се установява по -нататъшна загуба на матрица и увеличен размер на вакуола (Фиг. 9, В и Г). Оказа се, че мембраната е повредена в някои митохондрии. Освен това, митохондриите се агрегират в цитоплазмата (фиг. 9, горен панел). Не видяхме очевидни структурни промени в други органели, включително ядрена обвивка и нуклеоли.

Електронни микрофотографии на митохондриална ултраструктура на миши зиготи, третирани с 200 μM H2О2. Отгоре: Митохондриално хомогенно разпределение в междинния регион на контролни зиготи и агрегация на митохондриите в цитоплазмата в Н2О2-третирани зиготи. × 4000. А, В) Контролирайте зиготи B, D) Х2О2-третирани зиготи, показващи промяна на ултраструктурата на митохондриите в матрикса или мембрана. × 34 000

Електронни микрографии на митохондриална ултраструктура на миши зиготи, третирани с 200 μM H2О2. Отгоре: Митохондриално хомогенно разпределение в междинния регион на контролните зиготи и агрегация на митохондриите в цитоплазмата в H2О2-лечени зиготи. × 4000. А, В) Контролирайте зиготи Б, Д) Х2О2-третирани зиготи, показващи промяна на ултраструктурата на митохондриите в матрицата или мембраната. ×34 000


Митохондриалният мембранен потенциал (ММР), като ключов индикатор за митохондриалната функция, може да отразява клетъчното здравословно състояние. Дисфункцията на ММР, дори фините необичайни промени, могат значително да повлияят на вътреклетъчните биоактивности, причинявайки различни заболявания, като кератит, диабет, болест на Алцхаймер и дори рак. По този начин откриването на вариацията на MMP има голямо значение за биологичните изследвания и медицинската диагноза. Поради предимствата на реално време и на място наблюдение, през последните години са разработени различни органични флуоресцентни сонди за откриване на ММР. Тази интересна и гранична тема обаче не е разглеждана досега. В този преглед ще се съсредоточим върху няколко вида скорошни органични флуоресцентни сонди, които дадоха представа за откриването на MMP, включително концепции за дизайн, механизми за реагиране и приложения на представителните примери. В допълнение, все още има някои недостатъци и ограничения на съществуващите флуоресцентни сонди за откриване на MMP, като податливост на смущения, неизмеримо откриване и липса на клинично приложение. Този критичен преглед може да насърчи разработването на по -здрави флуоресцентни сонди MMP, предоставяйки по -мощни инструменти за изследване на основната биология за подобряване на диагнозите и лечението на рака в клиники в бъдеще.

Последните разработки на органични флуоресцентни сонди за откриване на потенциала на митохондриалната мембрана (MMP) бяха прегледани за първи път.


Антиоксиданти в митохондриите

Доказано е, че химикалите, присъстващи в някои плодове и зеленчуци, имат антиоксидантна активност. Това означава, че в лабораторни тестове те могат да неутрализират свободните радикали. Смятало се е, че консумацията на тези храни или екстракти, направени от тях, ще помогне на тялото да премахне вредните свободни радикали.

Последните изследвания показват, че антиоксидантите действат по различен начин в организма, отколкото в лабораторията. Сега се смята, че някои антиоксиданти, по-специално, клас растителни химикали, известни като полифеноли, имат пряк ефект върху митохондриите. Изглежда, че те стимулират митохондриите да станат по -ефективни при генерирането на енергия от храната, така че те генерират по -малко свободни радикали и ги неутрализират по -бързо. Сякаш функционирането на митохондриите се „настройва“ от тези полифеноли - ефект, подобен на този, индуциран в митохондриите чрез упражнения.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Както е посочено в този преглед, многобройни регулаторни механизми на митохондриите от диференциални генни мрежи до ензимни контроли играят важна роля за улесняване на MRD и позволяват на организмите да преживеят екстремни стресове на околната среда. Всъщност, подчертаните централни метаболитни теми и уникални адаптации, както и дискутираните нови въпроси представляват подходящи бъдещи посоки, които ще по-добро разбирането ни за молекулярните основи на екстремни митохондриални адаптации.


Изводи и перспективи

Въведохме накратко видовете и механизмите за регулиране на пироптозата и обсъдихме значителния ефект на митохондриите върху апоптозата в този преглед. В допълнение към обсъждането на механизма между добре известната апоптоза на клетъчна смърт и митохондриите, беше подчертана и MOMP-медиираната апоптотична клетъчна смърт в различни сигнални пътища. Според последните открития, връзката между MOMP и инфламазомно-медиираната пироптоза беше допълнително подчертана и взаимодействието между пироптоза и апоптоза също беше разкрито. Въпреки че митохондриите участват в различни типове регулаторна клетъчна смърт, участващите молекулярни механизми не са напълно изпитани. Нещо повече, всъщност има терапевтични лекарства или молекули, които са насочени към митохондриите, за да регулират патологичните процеси, които включват митохондриите. Предишни проучвания някога са съобщавали, че комплексът от проходими пори на пропускливостта (PTPC), многопротеинов комплекс, участва в метаболизма на митохондриалната стабилност, а също и в свързаните с митохондриите присъщи апоптотични пътища (Deniaud et al., 2006). Тази целенасочена интервенция, която интегрира множество сигнали за смърт, може да бъде обещаваща терапевтична стратегия за клинично приложение. Доказано е също, че Survivin, член на семейството на гените IAP5, действа като регулаторен фактор за митохондриалната апоптоза и инхибира митохондриалната апоптоза чрез използване на технология за аденовирусна трансдукция както при изследвания върху животни, така и при клетъчни (Blanc-Brude et al., 2003). В допълнение, един хомологичен домен на BCL-2 хомологични региони (BH3) пептидомиметици може да инхибира апоптозата и по този начин да се намеси в прогресията на някои свързани заболявания, въпреки че развитието на целеви интервенции все още е ограничено (Nemec и Khaled, 2008). В обобщение, целенасочената регулация на митохондриите и свързаните с тях патологични процеси постепенно предизвика голям интерес. Въпреки че са необходими по -нататъшни изследвания и проучвания, това не възпрепятства насочването на митохондриите като нова обещаваща стратегия за регулиране на клетъчната смърт за постигане на контрол на заболяването или лечение на цели.


Гледай видеото: Дыхательная цепь цепь транспорта электронов митохондрии на русском Electron Transport Chain. (Февруари 2023).