Биологическая роль митохондрий. На протяжении ста с лишним лет, т. е. со времени первых работ Клликера 1850, наблюдавшего гранулы в саркоплазме поперечнополосатых мышц, велись кропотливые морфологические исследования, которые постепенно подготавливали почву для всестороннего изучения природы митохондрий.
Но только в 1949 г. Кеннеди и Ленинджер установили, что в митохондриях протекает цикл окислительного фосфорилирования, т.е. что митохондрий служат местом генерирования энергии. С этого момента начинается новая эра в изучении митохондрий эра, в которой блистательные открытия следуют одно за другим. В короткий срок были открыты осмотическая, сократительная, регуляторная и генетическая функции митохондрий и найдены многие из тех молекулярных структур, которые служат первичным субстратом этих функций.
Было показано также, что митохондрий обеспечивают интеграцию многочисленных процессов клеточного обмена. Эти исследования еще не, завершены, но они могут служить примером плодотворности нового подхода к изучению живого, того подхода, который отличает молекулярную биологию. В развитии молекулярной биологии за последнее время наметился новый этап. До сих пор это были исследования главным образом, на уровне однородных молекул белков и нуклеиновых кислот, исследования, посвященные их структуре, функции и биосинтезу.
Теперь же исследователь не довольствуется этим и переходит к изучению специфически организованных надмолекулярных комплексов, каковыми являются клеточные органеллы. Некоторые функции этих органелл также могут быть истолкованы на уровне индивидуальных молекул, например молекул отдельных ферментов.
Но главная особенность клеточных органелл это интеграция ферментативных процессов. Так, благодаря наличию в составе митохондрий различных белков, липидов, нуклеиновых кислот и углеводов, соединению их между собой и упорядоченному размещению в пространстве в виде трехслойных мембран эти образования приобретают свойства, которые исчезают при их расчленении на отдельные молекулы. Свойства эти векторный характер действия митохондриальных ферментов в отличие от скалярного, т. е. не зависящего от направления, действия растворимых ферментов, способность к непосредственному преобразованию энергии окисления в осмотическую и механическую энергию, способность к автономному синтезу белков и т. д. Каждое из этих свойств определяется не простой суммой реакций, катализируемых отдельными ферментами, а обусловлено взаимодействием точно ориентированных ферментных и неферментных макромолекул.
Само собой разумеется, что глубокое исследование и познание природы клеточных органелл возможно лишь путем расчленения их на отдельные молекулы с последующей реконструкцией.
Ультраструктура митохондрии