Митохондрия

Organelle in eukaryotic cells responsible for respiration

Митохондрия ( мн. ч. mitochondria ) — органелла , обнаруженная в клетках большинства эукариот , таких как животные , растения и грибы . Митохондрии имеют двойную мембранную структуру и используют аэробное дыхание для генерации аденозинтрифосфата (АТФ), который используется во всей клетке в качестве источника химической энергии . ^[2] Они были обнаружены Альбертом фон Кёлликером в 1857 году ^{[3] в произвольных мышцах насекомых. Термин} «митохондрия » , означающий нитевидную гранулу, был придуман Карлом Бендой в 1898 году. Митохондрию часто называют «электростанцией клетки», фраза, популяризированная Филиппом Сикевицем в одноименной статье в журнале Scientific American ^{в 1957 году. [4]} 

Некоторые клетки в некоторых многоклеточных организмах лишены митохондрий (например, зрелые эритроциты млекопитающих). Известно, что многоклеточное животное Henneguya salminicola ^{сохранило органеллы, связанные с митохондриями, несмотря на полную потерю митохондриального генома. [5] [6] [7]} Большое количество одноклеточных организмов , таких как микроспоридии , парабазалиды и дипломонады , уменьшили или трансформировали свои митохондрии в другие структуры, ^[8] например, гидрогеносомы и митосомы. [9] Оксимонады Monocercomonoides , Streblomastix и Blattamonas ^{полностью} утратили свои митохондрии . [ 5 ] ^{[ 10]}

Митохондрии обычно имеют размер от 0,75 до 3  мкм2 в поперечном сечении, ^{[11], но} значительно различаются по размеру и структуре. Если их специально не окрашивать , они не видны. Помимо снабжения клеточной энергией, митохондрии участвуют в других задачах, таких как передача сигналов , клеточная дифференциация и гибель клеток , а также поддержание контроля клеточного цикла и роста клеток . ^[12] Митохондриальный биогенез, в свою очередь, временно координируется с этими клеточными процессами. ^{[13] [14]} Митохондрии были вовлечены в несколько человеческих расстройств и состояний, таких как митохондриальные заболевания , ^[15] сердечная дисфункция , ^[16] сердечная недостаточность ^[17] и аутизм . ^[18]

Число митохондрий в клетке может сильно различаться в зависимости от организма , ткани и типа клеток. Зрелый эритроцит не имеет митохондрий, ^[19] тогда как клетка печени может иметь более 2000. ^{[20] [21]} Митохондрия состоит из отсеков, которые выполняют специализированные функции. Эти отсеки или области включают внешнюю мембрану, межмембранное пространство , внутреннюю мембрану , кристы и матрикс .

Хотя большая часть ДНК эукариотической клетки содержится в ядре клетки , митохондрия имеет свой собственный геном («митогеном»), который в значительной степени похож на бактериальные геномы. ^[22] Это открытие привело к всеобщему принятию эндосимбиотической гипотезы — о том, что свободноживущие прокариотические предки современных митохондрий навсегда слились с эукариотическими клетками в далеком прошлом, эволюционируя таким образом, что современные животные, растения, грибы и другие эукариоты способны дышать для генерации клеточной энергии . ^[23]

Структура

Митохондрии могут иметь ряд различных форм. ^[24] Митохондрия содержит внешнюю и внутреннюю мембраны, состоящие из фосфолипидных бислоев и белков . ^[20] Две мембраны имеют разные свойства. Из-за этой двухмембранной организации митохондрия состоит из пяти отдельных частей:

1. Внешняя митохондриальная мембрана,
2. Межмембранное пространство (пространство между наружной и внутренней мембранами),
3. Внутренняя митохондриальная мембрана,
4. Пространство крист (образованное складками внутренней мембраны) и
5. Матрикс ( пространство внутри внутренней мембраны), представляющий собой жидкость.

Митохондрии имеют складчатость для увеличения площади поверхности, что в свою очередь увеличивает производство АТФ (аденозинтрифосфата). Митохондрии, лишенные внешней мембраны, называются митопластами .

Внешняя мембрана

Внешняя митохондриальная мембрана , которая охватывает всю органеллу, имеет толщину от 60 до 75 ангстрем (Å). Она имеет соотношение белка к фосфолипиду, подобное соотношению клеточной мембраны (примерно 1:1 по весу). Она содержит большое количество интегральных мембранных белков, называемых поринами . Основным транспортным белком является порообразующий потенциал-зависимый анионный канал (VDAC). VDAC является основным транспортером нуклеотидов , ионов и метаболитов между цитозолем и межмембранным пространством. ^{[25] [26]} Она сформирована как бета-бочка , которая охватывает внешнюю мембрану, подобно тому, что находится во внешней мембране грамотрицательных бактерий . ^[27] Более крупные белки могут проникать в митохондрию, если сигнальная последовательность на их N-конце связывается с большим многосубъединичным белком, называемым транслоказой, во внешней мембране , который затем активно перемещает их через мембрану. ^[28] Митохондриальные пропротеины импортируются через специализированные транслокационные комплексы.

Внешняя мембрана также содержит ферменты, участвующие в таких разнообразных видах деятельности, как удлинение жирных кислот , окисление адреналина и деградация триптофана . Эти ферменты включают моноаминоксидазу , нечувствительную к ротенону НАДН-цитохром с- редуктазу , кинуренингидроксилазу и жирнокислотную Ко-А- лигазу . Разрушение внешней мембраны позволяет белкам в межмембранном пространстве просачиваться в цитозоль, что приводит к гибели клетки. ^[29] Внешняя митохондриальная мембрана может ассоциироваться с мембраной эндоплазматического ретикулума (ЭР) в структуре, называемой МАМ (митохондриально-ассоциированная ЭР-мембрана). Это важно для кальциевой сигнализации ЭР-митохондрии и участвует в переносе липидов между ЭР и митохондриями. ^[30] Снаружи внешней мембраны находятся небольшие (диаметром 60 Å) частицы, называемые субъединицами Парсона.

Межмембранное пространство

Митохондриальное межмембранное пространство — это пространство между внешней мембраной и внутренней мембраной. Оно также известно как перимитохондриальное пространство. Поскольку внешняя мембрана свободно проницаема для малых молекул, концентрации малых молекул, таких как ионы и сахара, в межмембранном пространстве такие же, как и в цитозоле . [ ^20] Однако крупные белки должны иметь определенную сигнальную последовательность для транспортировки через внешнюю мембрану, поэтому белковый состав этого пространства отличается от белкового состава цитозоля . Одним из белков , который локализуется в межмембранном пространстве таким образом, является цитохром c . ^[29]

Внутренняя мембрана

Внутренняя митохондриальная мембрана содержит белки с тремя типами функций: ^[20]

1. Те, которые выполняют окислительно-восстановительные реакции цепи переноса электронов
2. АТФ-синтаза , которая генерирует АТФ в матриксе
3. Специфические транспортные белки , которые регулируют прохождение метаболитов в митохондриальный матрикс и из него

Он содержит более 151 различных полипептидов и имеет очень высокое соотношение белка к фосфолипиду (более 3:1 по весу, что составляет около 1 белка на 15 фосфолипидов). Внутренняя мембрана является домом для около 1/5 от общего количества белка в митохондрии. ^[31] Кроме того, внутренняя мембрана богата необычным фосфолипидом, кардиолипином . Этот фосфолипид был первоначально обнаружен в коровьем сердце в 1942 году и обычно характерен для митохондриальных и бактериальных плазматических мембран. ^[32] Кардиолипин содержит четыре жирные кислоты, а не две, и может помочь сделать внутреннюю мембрану непроницаемой, ^[20] и ее разрушение может привести к множеству клинических расстройств, включая неврологические расстройства и рак. ^[33] В отличие от внешней мембраны, внутренняя мембрана не содержит поринов и является высоконепроницаемой для всех молекул. Почти все ионы и молекулы требуют специальных мембранных транспортеров для входа или выхода из матрицы. Белки переправляются в матрикс через транслоказу внутренней мембраны (TIM) или через OXA1L . ^[28] Кроме того, существует мембранный потенциал через внутреннюю мембрану, образованный действием ферментов цепи переноса электронов . Слияние внутренних мембран опосредуется внутренним мембранным белком OPA1 . ^[34]

Кристы

Поперечное сечение крист в митохондриях печени крысы , демонстрирующее вероятную трехмерную структуру и связь с внутренней мембраной.

Внутренняя митохондриальная мембрана разделена на многочисленные складки, называемые кристами , которые расширяют площадь поверхности внутренней митохондриальной мембраны, повышая ее способность производить АТФ. Для типичных митохондрий печени площадь внутренней мембраны примерно в пять раз больше, чем у внешней мембраны. Это соотношение является изменчивым, и митохондрии из клеток, которые имеют большую потребность в АТФ, таких как мышечные клетки, содержат еще больше крист. Митохондрии в пределах одной и той же клетки могут иметь существенно различную плотность крист, при этом те, которые требуются для производства большего количества энергии, имеют гораздо большую поверхность кристальной мембраны. ^[35] Эти складки усеяны небольшими круглыми тельцами, известными как частицы F 1 или оксисомы. ^[36]

Матрица

Матрикс — это пространство, ограниченное внутренней мембраной. Он содержит около 2/3 всех белков в митохондрии. ^[20] Матрикс важен для производства АТФ с помощью АТФ-синтазы, содержащейся во внутренней мембране. Матрикс содержит высококонцентрированную смесь сотен ферментов, специальных митохондриальных рибосом , тРНК и нескольких копий генома митохондриальной ДНК . Из ферментов основные функции включают окисление пирувата и жирных кислот , а также цикл лимонной кислоты . ^[20] Молекулы ДНК упаковываются в нуклеоиды белками, одним из которых является TFAM . ^[37]

Функция

Наиболее важные роли митохондрий заключаются в производстве энергетической валюты клетки, АТФ (т. е. фосфорилировании АДФ ), посредством дыхания и регуляции клеточного метаболизма . ^[21] Центральный набор реакций, участвующих в производстве АТФ, в совокупности известен как цикл лимонной кислоты , или цикл Кребса , и окислительное фосфорилирование . Однако митохондрия имеет много других функций в дополнение к производству АТФ.

Преобразование энергии

Доминирующей ролью митохондрий является производство АТФ, что отражается в большом количестве белков во внутренней мембране для этой задачи. Это делается путем окисления основных продуктов глюкозы : пирувата и НАДН , которые производятся в цитозоле. ^[21] Этот тип клеточного дыхания , известный как аэробное дыхание , зависит от присутствия кислорода . Когда кислород ограничен, гликолитические продукты будут метаболизироваться анаэробной ферментацией , процессом, который не зависит от митохондрий. ^[21] Производство АТФ из глюкозы и кислорода имеет примерно в 13 раз более высокий выход во время аэробного дыхания по сравнению с ферментацией. ^[38] Растительные митохондрии также могут производить ограниченное количество АТФ либо путем расщепления сахара, произведенного во время фотосинтеза, либо без кислорода, используя альтернативный субстрат нитрит . ^[39] АТФ пересекает внутреннюю мембрану с помощью специфического белка , а через внешнюю мембрану — через порины . ^[40] После преобразования АТФ в АДФ путем дефосфорилирования , высвобождающего энергию, АДФ возвращается тем же путем.

Пируват и цикл лимонной кислоты

Молекулы пирувата , полученные в результате гликолиза, активно транспортируются через внутреннюю митохондриальную мембрану и в матрикс, где они могут либо окисляться и соединяться с коферментом А с образованием CO ₂ , ацетил-КоА и НАДН ^[21] , либо они могут быть карбоксилированы ( пируваткарбоксилазой ) с образованием оксалоацетата. Эта последняя реакция «заполняет» количество оксалоацетата в цикле лимонной кислоты и, следовательно, является анаплеротической реакцией , увеличивая способность цикла метаболизировать ацетил-КоА, когда энергетические потребности ткани (например, в мышцах ) внезапно увеличиваются из-за активности. ^[41]

В цикле лимонной кислоты все промежуточные продукты (например , цитрат , изоцитрат , альфа-кетоглутарат , сукцинат, фумарат , малат и оксалоацетат) регенерируются во время каждого оборота цикла. Добавление большего количества любого из этих промежуточных продуктов в митохондрию, таким образом, означает, что дополнительное количество сохраняется в цикле, увеличивая все другие промежуточные продукты, поскольку один преобразуется в другой. Следовательно, добавление любого из них в цикл имеет анаплеротический эффект, а его удаление имеет катаплеротический эффект. Эти анаплеротические и катаплеротические реакции будут в течение цикла увеличивать или уменьшать количество оксалоацетата, доступного для соединения с ацетил-КоА для образования лимонной кислоты. Это, в свою очередь, увеличивает или уменьшает скорость производства АТФ митохондрией и, таким образом, доступность АТФ для клетки. ^[41]

Ацетил-КоА, с другой стороны, полученный в результате окисления пирувата или бета-окисления жирных кислот , является единственным топливом, которое входит в цикл лимонной кислоты. С каждым оборотом цикла одна молекула ацетил-КоА потребляется на каждую молекулу оксалоацетата, присутствующую в митохондриальной матрице, и никогда не регенерируется. Именно окисление ацетатной части ацетил-КоА производит CO2 _и воду, при этом высвобождаемая энергия улавливается в форме АТФ. ^[41]

В печени карбоксилирование цитозольного пирувата во внутримитохондриальный оксалоацетат является ранним этапом глюконеогенного пути, который преобразует лактат и дезаминированный аланин в глюкозу ^{[21] [41]} под влиянием высоких уровней глюкагона и/или адреналина в крови. ^[41] Здесь добавление оксалоацетата в митохондрию не имеет чистого анаплеротического эффекта, поскольку другой промежуточный продукт цикла лимонной кислоты (малат) немедленно удаляется из митохондрии и преобразуется в цитозольный оксалоацетат и, в конечном итоге, в глюкозу в процессе, который почти обратен гликолизу . [ ^41]

Ферменты цикла лимонной кислоты расположены в митохондриальном матриксе, за исключением сукцинатдегидрогеназы , которая связана с внутренней митохондриальной мембраной как часть Комплекса II. ^[42] Цикл лимонной кислоты окисляет ацетил-КоА до углекислого газа и в ходе этого процесса производит восстановленные кофакторы (три молекулы НАДН и одну молекулу ФАДН ₂ ), которые являются источником электронов для цепи переноса электронов , и молекулу ГТФ (которая легко превращается в АТФ). ^[21]

О₂и НАДН: реакции высвобождения энергии

Цепь переноса электронов в межмембранном пространстве митохондрий

Электроны от NADH и FADH ₂ переносятся к кислороду (O ₂ ) и водороду (протонам) в несколько этапов через цепь переноса электронов. Молекулы NADH и FADH ₂ производятся в матрице через цикл лимонной кислоты и в цитоплазме путем гликолиза . Восстановительные эквиваленты из цитоплазмы могут быть импортированы через челночную систему малат-аспартат антипортовых белков или подаваться в цепь переноса электронов с использованием челнока глицеринфосфата . ^[21]

Основные реакции высвобождения энергии ^{[43] [44]} , которые делают митохондрию «электростанцией клетки», происходят в белковых комплексах I, III и IV во внутренней митохондриальной мембране ( НАДН-дегидрогеназа (убихинон) , цитохром c-редуктаза и цитохром c-оксидаза ). В комплексе IV O ₂ реагирует с восстановленной формой железа в цитохроме c :

${\displaystyle {\ce {O2{}+4H+(aq){}+4Fe^{2+}(cyt\,c)->2H2O{}+4Fe^{3+}(cyt\,c)}}}$ ${\displaystyle \Delta _{r}G^{o'}=-218{\text{ kJ/mol}}}$

высвобождая много свободной энергии ^{[44] [43]} из реагентов без разрыва связей органического топлива. Свободная энергия, затраченная на удаление электрона из Fe ^2+, высвобождается в комплексе III , когда Fe ³⁺ цитохрома c реагирует, окисляя убихинол (QH ₂ ):

${\displaystyle {\ce {2Fe^{3+}(cyt\,c){}+QH2->2Fe^{2+}(cyt\,c){}+Q{}+2H+(aq)}}}$ ${\displaystyle \Delta _{r}G^{o'}=-30{\text{ kJ/mol}}}$

Образовавшийся убихинон (Q) реагирует в комплексе I с НАДН:

${\displaystyle {\ce {Q + H+(aq){}+ NADH -> QH2 + NAD+ {}}}}$ ${\displaystyle \Delta _{r}G^{o'}=-81{\text{ kJ/mol}}}$

Хотя реакции контролируются цепью переноса электронов, свободные электроны не входят в число реагентов или продуктов в трех показанных реакциях и, следовательно, не влияют на высвобождаемую свободную энергию, которая используется для перекачки протонов (H ⁺ ) в межмембранное пространство. Этот процесс эффективен, но небольшой процент электронов может преждевременно восстанавливать кислород, образуя активные формы кислорода, такие как супероксид . ^[21] Это может вызвать окислительный стресс в митохондриях и может способствовать снижению митохондриальной функции, связанной со старением. ^[45]

По мере увеличения концентрации протонов в межмембранном пространстве на внутренней мембране устанавливается сильный электрохимический градиент . Протоны могут возвращаться в матрицу через комплекс АТФ-синтазы , а их потенциальная энергия используется для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата (P _i ). ^[21] Этот процесс называется хемиосмосом и был впервые описан Питером Митчеллом , ^{[46] [47],} который был удостоен Нобелевской премии по химии 1978 года за свою работу. Позднее часть Нобелевской премии по химии 1997 года была присуждена Полу Д. Бойеру и Джону Э. Уокеру за разъяснение ими механизма работы АТФ-синтазы. ^[48]

Выработка тепла

При определенных условиях протоны могут повторно входить в митохондриальную матрицу, не способствуя синтезу АТФ. Этот процесс известен как утечка протонов или митохондриальное разъединение и происходит из-за облегченной диффузии протонов в матрицу. Процесс приводит к высвобождению неиспользованной потенциальной энергии протонного электрохимического градиента в виде тепла. ^[21] Процесс опосредован протонным каналом, называемым термогенином , или UCP1 . ^[49] Термогенин в основном содержится в бурой жировой ткани , или буром жире, и отвечает за недрожательный термогенез. Бурая жировая ткань встречается у млекопитающих и достигает самых высоких уровней в раннем возрасте и у животных, находящихся в спячке. У людей бурая жировая ткань присутствует при рождении и уменьшается с возрастом. ^[49]

Митохондриальный синтез жирных кислот

Синтез митохондриальных жирных кислот (mtFASII) необходим для клеточного дыхания и биогенеза митохондрий. ^[50] Также считается, что он играет роль посредника во внутриклеточной сигнализации из-за его влияния на уровни биоактивных липидов, таких как лизофосфолипиды и сфинголипиды . ^[51]

Октаноил-АЦП (C8) считается наиболее важным конечным продуктом mtFASII, который также образует исходный субстрат биосинтеза липоевой кислоты . ^[52] Поскольку липоевая кислота является кофактором важных митохондриальных ферментных комплексов, таких как комплекс пируватдегидрогеназы (PDC), комплекс α-кетоглутаратдегидрогеназы (OGDC), комплекс дегидрогеназы α-кетокислот с разветвленной цепью (BCKDC), а также в системе расщепления глицина (GCS), mtFASII оказывает влияние на энергетический метаболизм. ^[53]

Другие продукты mtFASII играют роль в регуляции митохондриальной трансляции, биогенезе кластера FeS и сборке комплексов окислительного фосфорилирования. ^[52]

Кроме того, с помощью mtFASII и ацилированного АПБ ацетил-КоА регулирует его потребление в митохондриях. ^[52]

Поглощение, хранение и высвобождение ионов кальция

Микрофотография хондроцита , окрашенного на кальций, полученная с помощью трансмиссионного электронного микроскопа . Показаны его ядро ​​(N) и митохондрии (M).

Концентрация свободного кальция в клетке может регулировать ряд реакций и важна для передачи сигнала в клетке. Митохондрии могут временно хранить кальций , что является процессом, способствующим гомеостазу кальция в клетке. ^{[54] [55]} Их способность быстро поглощать кальций для последующего высвобождения делает их хорошими «цитозольными буферами» для кальция. ^{[56] [57] [58]} Эндоплазматический ретикулум (ЭР) является наиболее значимым местом хранения кальция, ^[59] и между митохондрией и ЭР существует значительное взаимодействие в отношении кальция. ^[60] Кальций поглощается в матрикс митохондриальным унипортером кальция на внутренней митохондриальной мембране . ^[61] Это в первую очередь обусловлено потенциалом митохондриальной мембраны . ^[55] Высвобождение этого кальция обратно внутрь клетки может происходить через белок обмена натрия и кальция или через пути «выделения кальция, вызванного кальцием». ^[61] Это может инициировать кальциевые пики или волны кальция с большими изменениями в мембранном потенциале. Они могут активировать ряд белков системы вторичных мессенджеров , которые могут координировать такие процессы, как высвобождение нейротрансмиттеров в нервных клетках и высвобождение гормонов в эндокринных клетках. ^[62]

Приток Ca ²⁺ в митохондриальный матрикс недавно был вовлечен в качестве механизма регулирования дыхательной биоэнергетики , позволяя электрохимическому потенциалу через мембрану временно «пульсировать» от ΔΨ-доминирования до pH-доминирования, способствуя снижению окислительного стресса . ^[63] В нейронах сопутствующее увеличение цитозольного и митохондриального кальция действует для синхронизации нейронной активности с митохондриальным энергетическим метаболизмом. Уровни кальция в митохондриальном матриксе могут достигать десятков микромолярных уровней, что необходимо для активации изоцитратдегидрогеназы , одного из ключевых регуляторных ферментов цикла Кребса . ^[64]

Регуляция клеточной пролиферации

Была исследована связь между клеточной пролиферацией и митохондриями. Опухолевым клеткам требуется достаточное количество АТФ для синтеза биоактивных соединений, таких как липиды , белки и нуклеотиды для быстрой пролиферации. ^[65] Большая часть АТФ в опухолевых клетках генерируется через путь окислительного фосфорилирования (OxPhos). ^[66] Вмешательство в OxPhos вызывает остановку клеточного цикла , что позволяет предположить, что митохондрии играют роль в пролиферации клеток. ^[66] Продукция АТФ митохондриями также жизненно важна для деления и дифференциации клеток при инфекции ^[67] в дополнение к основным функциям в клетке, включая регуляцию объема клетки, концентрацию растворенных веществ и клеточную архитектуру. ^{[68] [69] [70]} Уровни АТФ различаются на разных стадиях клеточного цикла, что позволяет предположить, что существует связь между обилием АТФ и способностью клетки вступать в новый клеточный цикл. ^[71] Роль АТФ в основных функциях клетки делает клеточный цикл чувствительным к изменениям в доступности АТФ, полученного из митохондрий. ^[71] Изменение уровней АТФ на разных стадиях клеточного цикла подтверждает гипотезу о том, что митохондрии играют важную роль в регуляции клеточного цикла. ^[71] Хотя конкретные механизмы между митохондриями и регуляцией клеточного цикла не совсем понятны, исследования показали, что контрольные точки клеточного цикла с низким потреблением энергии контролируют энергетические возможности перед переходом к следующему раунду деления клетки. ^[12]

Запрограммированная гибель клеток и врожденный иммунитет

Программируемая клеточная смерть (PCD) имеет решающее значение для различных физиологических функций, включая развитие органов и клеточный гомеостаз. Она служит внутренним механизмом для предотвращения злокачественной трансформации и играет фундаментальную роль в иммунитете , помогая в противовирусной защите, устранении патогенов, воспалении и наборе иммунных клеток. ^[72]

Митохондрии давно известны своей центральной ролью во внутреннем пути апоптоза , форме PCD. ^[73] В последние десятилетия они также были идентифицированы как сигнальный узел для большей части врожденной иммунной системы . ^[74] Эндосимбиотическое происхождение митохондрий отличает их от других клеточных компонентов, а воздействие митохондриальных элементов на цитозоль может запускать те же пути, что и маркеры инфекции. Эти пути приводят к апоптозу , аутофагии или индукции провоспалительных генов. ^{[75] [74]}

Митохондрии способствуют апоптозу, высвобождая цитохром c , который напрямую вызывает образование апоптосом . Кроме того, они являются источником различных молекулярных паттернов, связанных с повреждением (DAMP). Эти DAMP часто распознаются теми же рецепторами распознавания паттернов (PRR), которые реагируют на молекулярные паттерны, связанные с патогенами (PAMP), во время инфекций. ^[76] Например, митохондриальная мтДНК напоминает бактериальную ДНК из-за отсутствия метилирования CpG и может быть обнаружена Toll-подобным рецептором 9 и cGAS . ^[77] Двухцепочечная РНК (dsRNA), вырабатываемая в результате двунаправленной митохондриальной транскрипции, может активировать вирусные сенсорные пути через RIG-I-подобные рецепторы . ^[78] Кроме того, N -формилирование митохондриальных белков , аналогичное таковому у бактериальных белков, может быть распознано формилпептидными рецепторами . ^{[79] [80]}

Обычно эти митохондриальные компоненты изолированы от остальной части клетки, но высвобождаются после проницаемости митохондриальной мембраны во время апоптоза или пассивно после повреждения митохондрий. Однако митохондрии также играют активную роль во врожденном иммунитете, высвобождая мтДНК в ответ на метаболические сигналы. ^[74] Митохондрии также являются местом локализации иммунных и регуляторных белков апоптоза, таких как BAX , MAVS (расположен на внешней мембране) и NLRX1 (находится в матриксе). Эти белки модулируются метаболическим статусом митохондрий и динамикой митохондрий. ^{[74] [81] [82]}

Дополнительные функции

Митохондрии играют центральную роль во многих других метаболических задачах, таких как:

• Передача сигналов через митохондриальные активные формы кислорода ^[83]
• Регуляция мембранного потенциала ^[21]
• Сигнализация кальция (включая апоптоз, вызванный кальцием) ^[84]
• Регуляция клеточного метаболизма ^[12]
• Некоторые реакции синтеза гема ^[85] (см. также: Порфирин )
• Синтез стероидов ^[56]
• Гормональная сигнализация ^[86] – митохондрии чувствительны и реагируют на гормоны, отчасти благодаря действию митохондриальных эстрогеновых рецепторов (mtER). Эти рецепторы были обнаружены в различных тканях и типах клеток, включая мозг ^[87] и сердце ^[88]
• Развитие и функционирование иммунных клеток ^[89]
• Нейрональные митохондрии также вносят вклад в контроль качества клеток, сообщая о состоянии нейронов микроглии через специализированные соматические соединения. ^[90]
• Митохондрии развивающихся нейронов способствуют межклеточной передаче сигналов в направлении микроглии , чья коммуникация необходима для правильной регуляции развития мозга. ^[91]

Некоторые функции митохондрий выполняются только в определенных типах клеток. Например, митохондрии в клетках печени содержат ферменты, которые позволяют им детоксифицировать аммиак , побочный продукт белкового метаболизма. Мутация в генах, регулирующих любую из этих функций, может привести к митохондриальным заболеваниям .

Митохондриальные белки (белки, транскрибируемые с митохондриальной ДНК) различаются в зависимости от ткани и вида. У людей из митохондрий сердца было идентифицировано 615 различных типов белков , ^[92] тогда как у крыс было зарегистрировано 940 белков. ^[93] Считается, что митохондриальный протеом динамически регулируется. ^[94]

Организация и распространение

Типичная митохондриальная сеть (зеленая) в двух клетках человека ( клетки HeLa )

Митохондрии (или родственные им структуры) встречаются у всех эукариот (за исключением Oxymonad Monocercomonoides ). ^[5] Хотя их обычно изображают как структуры, похожие на бобы, они образуют высокодинамичную сеть в большинстве клеток, где они постоянно подвергаются делению и слиянию . Популяция всех митохондрий данной клетки составляет хондриом. ^[95] Митохондрии различаются по количеству и расположению в зависимости от типа клетки. Одна митохондрия часто встречается у одноклеточных организмов, в то время как клетки печени человека имеют около 1000–2000 митохондрий на клетку, что составляет 1/5 объема клетки. ^[20] Содержание митохондрий в остальном схожих клеток может существенно различаться по размеру и мембранному потенциалу, ^[96] при этом различия возникают из-за таких источников, как неравномерное разделение при делении клетки, что приводит к внешним различиям в уровнях АТФ и последующих клеточных процессах. ^[97] Митохондрии можно обнаружить расположенными между миофибриллами мышц или обернутыми вокруг жгутика сперматозоида . ^[20] Часто они образуют сложную трехмерную разветвленную сеть внутри клетки с цитоскелетом . Связь с цитоскелетом определяет форму митохондрий, которая также может влиять на функцию: [ ^98] различные структуры митохондриальной сети могут предоставлять популяции различные физические, химические и сигнальные преимущества или недостатки. ^[99] Митохондрии в клетках всегда распределены вдоль микротрубочек, и распределение этих органелл также коррелирует с эндоплазматическим ретикулумом . ^[100] Последние данные свидетельствуют о том, что виментин , один из компонентов цитоскелета, также имеет решающее значение для связи с цитоскелетом. ^[101]

Митохондриально-ассоциированная мембрана ЭР (МАМ)

Митохондриально-ассоциированная мембрана ЭР (МАМ) является еще одним структурным элементом, который все чаще признается за его важную роль в клеточной физиологии и гомеостазе . Когда-то считавшиеся технической загвоздкой в ​​методах фракционирования клеток, предполагаемые загрязняющие примеси везикул ЭР, которые неизменно появлялись в митохондриальной фракции, были повторно идентифицированы как мембранные структуры, полученные из МАМ — интерфейса между митохондриями и ЭР. ^[102] Физическая связь между этими двумя органеллами ранее наблюдалась на электронных микрофотографиях и совсем недавно была исследована с помощью флуоресцентной микроскопии . ^[102] Такие исследования оценивают, что в МАМ, которая может составлять до 20% митохондриальной внешней мембраны, ЭР и митохондрии разделены всего лишь на 10–25 нм и удерживаются вместе комплексами связывания белков. ^{[102] [30] [103]}

Очищенный MAM от субклеточного фракционирования обогащен ферментами, участвующими в обмене фосфолипидов, в дополнение к каналам, связанным с сигнализацией Ca ^{2+ . [102] [103]} Эти намеки на важную роль MAM в регуляции клеточных липидных запасов и передаче сигнала были подтверждены, что имеет значительные последствия для клеточных явлений, связанных с митохондриями, как обсуждается ниже. MAM не только предоставил понимание механистической основы, лежащей в основе таких физиологических процессов, как внутренний апоптоз и распространение кальциевой сигнализации, но и способствует более утонченному взгляду на митохондрии. Хотя их часто рассматривают как статичные, изолированные «электростанции», захваченные для клеточного метаболизма через древнее эндосимбиотическое событие, эволюция MAM подчеркивает степень, в которой митохондрии были интегрированы в общую клеточную физиологию с тесной физической и функциональной связью с эндомембранной системой.

Перенос фосфолипидов

MAM обогащен ферментами, участвующими в биосинтезе липидов, такими как фосфатидилсеринсинтаза на поверхности ЭР и фосфатидилсериндекарбоксилаза на поверхности митохондрий. ^{[104] [105]} Поскольку митохондрии являются динамическими органеллами, постоянно подвергающимися делению и слиянию , им требуется постоянное и хорошо регулируемое снабжение фосфолипидами для целостности мембраны. ^{[106] [107]} Но митохондрии являются не только местом назначения фосфолипидов, синтез которых они завершают; скорее, эта органелла также играет роль в межорганельном транспорте промежуточных продуктов и продуктов биосинтетических путей фосфолипидов, метаболизма церамида и холестерина и анаболизма гликосфинголипидов. ^{[105] [107]}

Такая транспортная способность зависит от MAM, которая, как было показано, облегчает перенос липидных промежуточных продуктов между органеллами. ^[104] В отличие от стандартного везикулярного механизма переноса липидов, данные свидетельствуют о том, что физическая близость ER и митохондриальных мембран в MAM позволяет осуществлять переворачивание липидов между противоположными бислоями. ^[107] Несмотря на этот необычный и, по-видимому, энергетически невыгодный механизм, такой транспорт не требует АТФ. ^[107] Вместо этого, как было показано, у дрожжей он зависит от мультипротеиновой связывающей структуры, называемой структурой встречи ER-митохондрии, или ERMES, хотя остается неясным, опосредует ли эта структура непосредственно перенос липидов или требуется для поддержания мембран в достаточно близком соседстве, чтобы снизить энергетический барьер для переворачивания липидов . ^{[107] [108]}

MAM также может быть частью секреторного пути, в дополнение к своей роли во внутриклеточном транспорте липидов. В частности, MAM, по-видимому, является промежуточным пунктом назначения между шероховатым ЭР и аппаратом Гольджи в пути, который приводит к сборке и секреции липопротеинов очень низкой плотности , или ЛПОНП. ^{[105] [109]} Таким образом, MAM служит критически важным метаболическим и транспортным узлом в метаболизме липидов.

Кальциевая сигнализация

Критическая роль ER в передаче сигналов кальция была признана до того, как такая роль митохондрий получила широкое признание, отчасти потому, что низкое сродство каналов Ca ^{2+ ,} локализованных на внешней митохондриальной мембране, казалось, противоречило предполагаемой способности этой органеллы реагировать на изменения внутриклеточного потока Ca ²⁺ . ^{[102] [59]} Но присутствие MAM разрешает это кажущееся противоречие: тесная физическая связь между двумя органеллами приводит к образованию микродоменов Ca ²⁺ в точках контакта, которые облегчают эффективную передачу Ca ²⁺ от ER к митохондриям. ^[102] Передача происходит в ответ на так называемые «потоки Ca ²⁺ », генерируемые спонтанной кластеризацией и активацией IP3R , канонического канала Ca ²⁺ мембраны ER . ^{[102] [30]}

Судьба этих клубов — в частности, остаются ли они ограниченными изолированными локациями или интегрируются в волны Ca ²⁺ для распространения по всей клетке — во многом определяется динамикой MAM. Хотя обратный захват Ca ²⁺ ЭР (сопутствующий его высвобождению) модулирует интенсивность клубов, тем самым в определенной степени изолируя митохондрии от высокого воздействия Ca ²⁺ , MAM часто служит в качестве брандмауэра, который по сути буферизует клубы Ca ²⁺ , выступая в качестве стока, в который могут попадать свободные ионы, высвобождаемые в цитозоль. ^{[102] [110] [111]} Это туннелирование Ca ²⁺ происходит через низкоаффинный рецептор Ca ²⁺ VDAC1 , который, как недавно было показано, физически связан с кластерами IP3R на мембране ЭР и обогащается в MAM. ^{[102] [30] [112]} Способность митохондрий служить стоком Ca ²⁺ является результатом электрохимического градиента, создаваемого во время окислительного фосфорилирования, что делает туннелирование катиона экзергоническим процессом. ^[112] Нормальный, умеренный приток кальция из цитозоля в митохондриальный матрикс вызывает временную деполяризацию, которая корректируется откачкой протонов.

Но передача Ca ²⁺ не является однонаправленной; скорее, это улица с двусторонним движением. ^[59] Свойства насоса Ca ²⁺ SERCA и канала IP3R, присутствующего на мембране ER, облегчают регуляцию обратной связи, координируемую функцией MAM. В частности, клиренс Ca ²⁺ MAM позволяет осуществлять пространственно-временную модель сигнализации Ca ²⁺ , поскольку Ca ²⁺ изменяет активность IP3R двухфазным образом. ^[102] SERCA также подвержена влиянию митохондриальной обратной связи: поглощение Ca ²⁺ MAM стимулирует выработку АТФ, тем самым обеспечивая энергию, которая позволяет SERCA перезагружать ER Ca ²⁺ для непрерывного оттока Ca ²⁺ в MAM. ^{[110] [112]} Таким образом, MAM не является пассивным буфером для выбросов Ca ²⁺ ; скорее, она помогает модулировать дальнейшую сигнализацию Ca ²⁺ через петли обратной связи, которые влияют на динамику ER.

Регулирование высвобождения Ca ²⁺ в МАМ особенно важно, поскольку только определенное окно поглощения Ca ²⁺ поддерживает митохондрии и, следовательно, клетку в гомеостазе. Достаточная внутриорганельная сигнализация Ca ²⁺ необходима для стимуляции метаболизма путем активации ферментов дегидрогеназы, критически важных для потока через цикл лимонной кислоты. ^{[113] [114]} Однако, как только сигнализация Ca ²⁺ в митохондриях проходит определенный порог, она стимулирует внутренний путь апоптоза отчасти путем коллапса мембранного потенциала митохондрий, необходимого для метаболизма. ^[102] Исследования, изучающие роль про- и антиапоптотических факторов, поддерживают эту модель; например, было показано, что антиапоптотический фактор Bcl-2 взаимодействует с IP3R, снижая заполнение ЭР Ca ^{2+ , что приводит к снижению оттока в МАМ и предотвращению коллапса потенциала митохондриальной мембраны после апоптотических стимулов. [102]} Учитывая необходимость такой тонкой регуляции сигнализации Ca ²⁺ , возможно, неудивительно, что нерегулируемый митохондриальный Ca ²⁺ был вовлечен в несколько нейродегенеративных заболеваний, в то время как каталог опухолевых супрессоров включает несколько, которые обогащены в МАМ. ^[112]

Молекулярная основа для привязывания

Недавние достижения в идентификации связей между митохондриальными и ER мембранами предполагают, что функция каркаса молекулярных элементов, участвующих в этом, вторична по отношению к другим, неструктурным функциям. У дрожжей ERMES, мультипротеиновый комплекс взаимодействующих ER- и митохондриальных резидентных мембранных белков, необходим для переноса липидов в MAM и является примером этого принципа. Один из его компонентов, например, также является составной частью белкового комплекса, необходимого для вставки трансмембранных бета-бочек белков в липидный бислой. ^[107] Однако гомолог комплекса ERMES еще не был идентифицирован в клетках млекопитающих. Другие белки, участвующие в каркасе, также имеют функции, независимые от структурного связывания в MAM; например, резидентные в ЭР и митохондриях митофузины образуют гетерокомплексы, которые регулируют количество межорганелльных контактов, хотя митофузины были впервые идентифицированы по их роли в событиях деления и слияния между отдельными митохондриями. ^[102] Глюкозо -связанный белок 75 (grp75) является еще одним белком с двойной функцией. В дополнение к матричному пулу grp75, часть служит шапероном, который физически связывает митохондриальные и ЭР каналы Ca ²⁺ VDAC и IP3R для эффективной передачи Ca ²⁺ в МАМ. ^{[102] [30]} Другим потенциальным связующим звеном является Sigma-1R , неопиоидный рецептор, стабилизация которого резидентного в ЭР IP3R может сохранять связь в МАМ во время реакции на метаболический стресс. ^{[115] [116]}

Модель мультимерного связывающего комплекса дрожжей, ERMES

Перспектива

MAM является критическим сигнальным, метаболическим и транспортным узлом в клетке, который позволяет интегрировать ER и митохондриальную физиологию. Связь между этими органеллами не просто структурная, но и функциональная, и критически важна для общей клеточной физиологии и гомеостаза . Таким образом, MAM предлагает перспективу митохондрий, которая расходится с традиционным взглядом на эту органеллу как на статическую изолированную единицу, приспособленную клеткой для ее метаболической способности. ^[117] Вместо этого этот интерфейс митохондрий-ER подчеркивает интеграцию митохондрий, продукта эндосимбиотического события, в разнообразные клеточные процессы. Недавно также было показано, что митохондрии и MAM-s в нейронах закреплены на специализированных участках межклеточной коммуникации (так называемых соматических соединениях). Микроглиальные процессы контролируют и защищают нейронные функции в этих участках, и MAM-s, как предполагается, играют важную роль в этом типе контроля качества клеток. ^[90]

Происхождение и эволюция

Существует две гипотезы о происхождении митохондрий: эндосимбиотическая и аутогенная . Эндосимбиотическая гипотеза предполагает, что митохондрии изначально были прокариотическими клетками, способными реализовывать окислительные механизмы, которые были невозможны для эукариотических клеток; они стали эндосимбионтами, живущими внутри эукариот. ^{[23] [118] [119] [120]} Согласно аутогенной гипотезе, митохондрии появились в результате отщепления части ДНК от ядра эукариотической клетки во время расхождения с прокариотами; эта часть ДНК была бы заключена в мембраны, через которые не могли бы проходить белки. Поскольку митохондрии имеют много общих черт с бактериями , эндосимбиотическая гипотеза является более широко принятой из двух версий. ^{[120] [121]}

Митохондрия содержит ДНК , которая организована как несколько копий одной, обычно кольцевой хромосомы . Эта митохондриальная хромосома содержит гены окислительно-восстановительных белков, таких как гены дыхательной цепи. Гипотеза CoRR предполагает, что это совместное расположение необходимо для окислительно-восстановительной регуляции. Митохондриальный геном кодирует некоторые РНК рибосом и 22  тРНК, необходимые для трансляции мРНК в белок. Кольцевая структура также обнаружена у прокариот. Протомитохондрия, вероятно , была тесно связана с Rickettsia . ^{[122] [123]} Однако точное родство предка митохондрий с альфапротеобактериями и то, была ли митохондрия сформирована одновременно с ядром или после него, остается спорным. ^[124] Например, было высказано предположение, что клад бактерий SAR11 имеет относительно недавнего общего предка с митохондриями, ^[125] в то время как филогенетический анализ показывает, что митохондрии произошли от линии Pseudomonadota , которая тесно связана с альфапротеобактериями или является их членом . ^{[126] [127]} В некоторых работах митохондрии описываются как сестринские по отношению к альфапротеобактериям, вместе образующие сестринскую группу marineproteo1, вместе образующую сестринскую группу Magnetococcidae . ^{[128] [129] [130] [131]}

Рибосомы, кодируемые митохондриальной ДНК, по размеру и структуре похожи на рибосомы бактерий. ^[132] Они очень похожи на бактериальные рибосомы 70S , а не на цитоплазматические рибосомы 80S , которые кодируются ядерной ДНК.

Эндосимбиотическая связь митохондрий с их клетками-хозяевами была популяризирована Линн Маргулис . ^[133] Эндосимбиотическая гипотеза предполагает , что митохондрии произошли от аэробных бактерий, которые каким-то образом пережили эндоцитоз другой клеткой и были включены в цитоплазму . Способность этих бактерий проводить дыхание в клетках-хозяевах, которые полагались на гликолиз и ферментацию, могла бы обеспечить значительное эволюционное преимущество. Эта симбиотическая связь, вероятно, развилась 1,7–2 миллиарда лет назад. ^{[134] [135]}

Эволюция MRO

Несколько групп одноклеточных эукариот имеют только рудиментарные митохондрии или производные структуры: микроспоридии , метамонады и архамебы . ^[136] Эти группы появляются как самые примитивные эукариоты на филогенетических деревьях, построенных с использованием информации рРНК , которая когда-то предполагала, что они появились до возникновения митохондрий. Однако теперь известно, что это артефакт притяжения длинных ветвей : они являются производными группами и сохраняют гены или органеллы, полученные из митохондрий (например, митосомы и гидрогеносомы ). ^[8] Гидрогеносомы, митосомы и родственные органеллы, обнаруженные у некоторых лорицифер (например, Spinoloricus ) ^{[137] [138]} и миксозой (например, Henneguya zschokkei ) вместе классифицируются как MRO, органеллы, связанные с митохондриями. ^{[7] [139]}

Monocercomonoides и другие оксимонады, по-видимому, полностью утратили свои митохондрии, и, по крайней мере, некоторые из митохондриальных функций теперь, по-видимому, выполняются цитоплазматическими белками. ^{[5] [140] [10]}

Митохондриальная генетика

Кольцевой митохондриальный геном человека длиной 16 569 п.н. кодирует 37 генов, а именно 28 на H-цепи и 9 на L-цепи.

Митохондрии содержат свой собственный геном. Человеческий митохондриальный геном представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК размером около 16  килобаз . ^[141] Он кодирует 37 генов: 13 для субъединиц дыхательных комплексов I, III, IV и V, 22 для митохондриальной тРНК (для 20 стандартных аминокислот, плюс дополнительный ген для лейцина и серина) и 2 для рРНК (12S и 16S рРНК). ^[141] Одна митохондрия может содержать от двух до десяти копий своей ДНК. ^[142] Одна из двух нитей митохондриальной ДНК (мтДНК) имеет непропорционально более высокое соотношение более тяжелых нуклеотидов аденина и гуанина, и это называется тяжелой цепью (или цепью H), тогда как другая цепь называется легкой цепью (или цепью L). Разница в весе позволяет разделить две нити центрифугированием . мтДНК имеет один длинный некодирующий участок, известный как некодирующая область (NCR), который содержит промотор тяжелой нити (HSP) и промотор легкой нити (LSP) для транскрипции РНК, начало репликации для нити H (OriH), локализованное на нити L, три консервативных блока последовательностей (CSB 1–3) и последовательность, ассоциированную с терминацией (TAS). Начало репликации для нити L (OriL) локализовано на нити H на 11 000 п.н. ниже OriH, расположенной в кластере генов, кодирующих тРНК. ^[143]

Как и у прокариот, существует очень высокая доля кодирующей ДНК и отсутствие повторов. Митохондриальные гены транскрибируются как мультигенные транскрипты, которые расщепляются и полиаденилируются для получения зрелых мРНК . Большинство белков, необходимых для митохондриальной функции, кодируются генами в ядре клетки , а соответствующие белки импортируются в митохондрию. ^[144] Точное количество генов, кодируемых ядром и митохондриальным геномом, различается между видами. Большинство митохондриальных геномов являются кольцевыми. ^[145] В целом, в митохондриальной ДНК отсутствуют интроны , как в случае с человеческим митохондриальным геномом; ^[144] однако интроны были обнаружены в некоторых эукариотических митохондриальных ДНК, ^[146] таких как у дрожжей ^[147] и простейших , ^[148] включая Dictyostelium discoideum . ^[149] Между белок-кодирующими областями присутствуют тРНК. Гены митохондриальных тРНК имеют последовательности, отличные от ядерных тРНК, но двойники митохондриальных тРНК были обнаружены в ядерных хромосомах с высоким сходством последовательностей. ^[150]

У животных митохондриальный геном обычно представляет собой одну кольцевую хромосому длиной около 16 кб и имеет 37 генов. Гены, хотя и высококонсервативные, могут различаться по местоположению. Любопытно, что эта модель не встречается у человеческой платяной вши ( Pediculus humanus ). Вместо этого этот митохондриальный геном организован в 18 миникольцевых хромосомах, каждая из которых имеет длину 3–4 кб и имеет от одного до трех генов. ^[151] Эта модель также встречается у других сосущих вшей , но не у жующих вшей . Было показано, что рекомбинация происходит между минихромосомами.

Генетические исследования популяций человека

Почти полное отсутствие генетической рекомбинации в митохондриальной ДНК делает ее полезным источником информации для изучения популяционной генетики и эволюционной биологии . ^[152] Поскольку вся митохондриальная ДНК наследуется как единое целое, или гаплотип , связи между митохондриальной ДНК разных людей можно представить в виде генного дерева . Модели в этих генных деревьях можно использовать для выведения эволюционной истории популяций. Классический пример этого — эволюционная генетика человека , где молекулярные часы можно использовать для определения недавней даты митохондриальной Евы . ^{[153] [154]} Это часто интерпретируется как весомая поддержка недавней экспансии современного человека из Африки . ^[155] Другим человеческим примером является секвенирование митохондриальной ДНК из костей неандертальца . Относительно большое эволюционное расстояние между последовательностями митохондриальной ДНК неандертальцев и современных людей было интерпретировано как доказательство отсутствия скрещивания между неандертальцами и современными людьми. ^[156]

Однако митохондриальная ДНК отражает только историю самок в популяции. Это можно частично преодолеть, используя отцовские генетические последовательности, такие как нерекомбинирующий регион Y-хромосомы . ^[155]

Недавние измерения молекулярных часов для митохондриальной ДНК ^[157] показали значение 1 мутации каждые 7884 года, начиная с самого последнего общего предка людей и обезьян, что согласуется с оценками частоты мутаций аутосомной ДНК (10−8 ^на основание на поколение) ^{[158] .}

Альтернативный генетический код

Хотя небольшие вариации стандартного генетического кода были предсказаны ранее ^[159] , ни одна из них не была обнаружена до 1979 года, когда исследователи, изучающие митохондриальные гены человека , определили, что они используют альтернативный код. ^[160] Тем не менее, митохондрии многих других эукариот, включая большинство растений, используют стандартный код. ^[161] С тех пор было обнаружено много небольших вариаций, ^[161] включая различные альтернативные митохондриальные коды. ^[162] Кроме того, кодоны AUA, AUC и AUU являются допустимыми стартовыми кодонами.

Некоторые из этих различий следует рассматривать как псевдоизменения в генетическом коде из-за явления редактирования РНК , которое распространено в митохондриях. Считалось, что у высших растений CGG кодирует триптофан , а не аргинин ; однако было обнаружено, что кодон в обработанной РНК — это кодон UGG, соответствующий стандартному генетическому коду триптофана. ^[163] Следует отметить, что митохондриальный генетический код членистоногих претерпел параллельную эволюцию в пределах типа, при этом некоторые организмы однозначно транслируют AGG в лизин. ^[164]

Репликация и наследование

Митохондрии делятся путем деления митохондрий , формы бинарного деления , которая также осуществляется бактериями ^[165], хотя этот процесс строго регулируется эукариотической клеткой-хозяином и включает в себя связь и контакт с несколькими другими органеллами. Регуляция этого деления различается у разных эукариот. У многих одноклеточных эукариот их рост и деление связаны с клеточным циклом . Например, одна митохондрия может делиться синхронно с ядром. Этот процесс деления и сегрегации должен строго контролироваться, чтобы каждая дочерняя клетка получала по крайней мере одну митохондрию. У других эукариот (например, у млекопитающих) митохондрии могут реплицировать свою ДНК и делиться в основном в ответ на энергетические потребности клетки, а не в фазе с клеточным циклом. Когда энергетические потребности клетки высоки, митохондрии растут и делятся. Когда использование энергии низкое, митохондрии разрушаются или становятся неактивными. В таких примерах митохондрии, по-видимому, случайным образом распределяются по дочерним клеткам во время деления цитоплазмы . Динамика митохондрий, баланс между слиянием и делением митохондрий , является важным фактором в патологиях, связанных с несколькими болезненными состояниями. ^[166]

Гипотеза бинарного деления митохондрий основывалась на визуализации с помощью флуоресцентной микроскопии и обычной просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Разрешение флуоресцентной микроскопии (≈200 нм) недостаточно для различения структурных деталей, таких как двойная митохондриальная мембрана в митохондриальном делении или даже для различения отдельных митохондрий, когда несколько из них находятся близко друг к другу. Обычная ТЭМ также имеет некоторые технические ограничения ^{[ какие? ]} при проверке митохондриального деления. Криоэлектронная томография недавно использовалась для визуализации митохондриального деления в замороженных гидратированных неповрежденных клетках. Она показала, что митохондрии делятся почкованием. ^[167]

Митохондриальные гены индивидуума наследуются только от матери, за редкими исключениями. ^[168] У людей, когда яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, митохондрии, а следовательно, и митохондриальная ДНК, обычно происходят только из яйцеклетки. Митохондрии сперматозоида проникают в яйцеклетку, но не передают генетическую информацию эмбриону. ^[169] Вместо этого отцовские митохондрии помечаются убиквитином , чтобы выбрать их для последующего разрушения внутри эмбриона . ^[170] Яйцеклетка содержит относительно мало митохондрий, но эти митохондрии делятся, чтобы заселить клетки взрослого организма. Этот режим наблюдается у большинства организмов, включая большинство животных. Однако митохондрии у некоторых видов иногда могут наследоваться по отцовской линии. Это норма среди некоторых хвойных растений, хотя не у сосен и тисов . ^[171] У Mytilids отцовское наследование происходит только среди самцов этого вида. ^{[172] [173] [174]} Было высказано предположение, что у людей оно встречается на очень низком уровне. ^[175]

Однородительское наследование приводит к малой возможности для генетической рекомбинации между различными линиями митохондрий, хотя одна митохондрия может содержать 2–10 копий своей ДНК. ^[142] Та рекомбинация, которая действительно имеет место, поддерживает генетическую целостность, а не поддерживает разнообразие. Однако есть исследования, показывающие доказательства рекомбинации в митохондриальной ДНК. Очевидно, что ферменты, необходимые для рекомбинации, присутствуют в клетках млекопитающих. ^[176] Кроме того, данные свидетельствуют о том, что митохондрии животных могут подвергаться рекомбинации. ^[177] Данные более противоречивы в отношении людей, хотя косвенные доказательства рекомбинации существуют. ^{[178] [179]}

Можно ожидать, что сущности, подвергающиеся однородительскому наследованию и практически не имеющие рекомбинации, будут подвержены храповику Мюллера , накоплению вредных мутаций до тех пор, пока функциональность не будет утрачена. Популяции животных митохондрий избегают этого накопления с помощью процесса развития, известного как бутылочное горлышко мтДНК . Бутылочное горлышко использует стохастические процессы в клетке для увеличения межклеточной изменчивости мутантной нагрузки по мере развития организма: одна яйцеклетка с некоторой долей мутантной мтДНК, таким образом, производит эмбрион, в котором разные клетки имеют разные мутантные нагрузки. Затем отбор на уровне клеток может действовать, чтобы удалить те клетки с большим количеством мутантной мтДНК, что приводит к стабилизации или снижению мутантной нагрузки между поколениями. Механизм, лежащий в основе этого узкого места, обсуждается ^{[180] [181] [182],} при этом недавнее математическое и экспериментальное метаисследование предоставило доказательства комбинации случайного разделения мтДНК при делении клеток и случайного оборота молекул мтДНК внутри клетки. ^[183]

восстановление ДНК

Митохондрии могут восстанавливать окислительные повреждения ДНК с помощью механизмов, аналогичных тем, которые происходят в ядре клетки . Белки, используемые в восстановлении мтДНК , кодируются ядерными генами и транслоцируются в митохондрии. Пути восстановления ДНК в митохондриях млекопитающих включают восстановление путем удаления оснований , восстановление двухцепочечных разрывов, прямое обращение и восстановление несоответствий . ^{[184] [185]} В качестве альтернативы, повреждение ДНК можно обойти, а не восстановить, с помощью синтеза транслезии.

Из нескольких процессов репарации ДНК в митохондриях наиболее полно изучен путь репарации эксцизионной репарации оснований. ^[185] Репарация эксцизионной репарации оснований осуществляется последовательностью ферментативно-катализируемых этапов, которые включают распознавание и иссечение поврежденного основания ДНК, удаление полученного абазического участка, обработку концов, заполнение пробелов и лигирование. Распространенным повреждением в мтДНК, которое восстанавливается путем репарации эксцизионной репарации оснований, является 8-оксогуанин, образующийся при окислении гуанина . ^[186]

Двухцепочечные разрывы могут быть восстановлены путем гомологичной рекомбинационной репарации как в мтДНК млекопитающих ^[187] , так и в мтДНК растений. ^[188] Двухцепочечные разрывы в мтДНК также могут быть восстановлены путем микрогомологичного соединения концов . ^[189] Хотя имеются данные о процессах репарации прямого обратного действия и репарации несоответствий в мтДНК, эти процессы недостаточно хорошо охарактеризованы. ^[185]

Отсутствие митохондриальной ДНК

Некоторые организмы полностью утратили митохондриальную ДНК. В этих случаях гены, кодируемые митохондриальной ДНК, были утеряны или перенесены в ядро. ^{[141] У} Cryptosporidium есть митохондрии, в которых отсутствует какая-либо ДНК, предположительно потому, что все их гены были утеряны или перенесены. ^[190] У Cryptosporidium митохондрии имеют измененную систему генерации АТФ , которая делает паразита устойчивым ко многим классическим митохондриальным ингибиторам, таким как цианид , азид и атовакуон . ^[190] Митохондрии, в которых отсутствует собственная ДНК, были обнаружены у морского паразитического динофлагеллята из рода Amoebophyra . Этот микроорганизм, A. cerati , имеет функциональные митохондрии, в которых отсутствует геном. ^[191] У родственных видов митохондриальный геном по-прежнему содержит три гена, но у A. cerati обнаружен только один митохондриальный ген — ген цитохром с оксидазы I ( cox1 ), и он переместился в геном ядра. ^[192]

Дисфункция и болезнь

Митохондриальные заболевания

Повреждение и последующая дисфункция митохондрий являются важным фактором в ряде заболеваний человека из-за их влияния на метаболизм клеток. Митохондриальные нарушения часто проявляются в виде неврологических расстройств, включая аутизм . ^[18] Они также могут проявляться в виде миопатии , диабета , множественной эндокринопатии и множества других системных расстройств. ^[193] Заболевания, вызванные мутацией в мтДНК, включают синдром Кернса-Сейра , синдром MELAS и наследственную оптическую нейропатию Лебера . ^[194] В подавляющем большинстве случаев эти заболевания передаются от женщины ее детям, поскольку зигота получает свои митохондрии и, следовательно, свою мтДНК из яйцеклетки. Считается, что такие заболевания, как синдром Кернса-Сейра, синдром Пирсона и прогрессирующая наружная офтальмоплегия, вызваны крупномасштабными перестройками мтДНК, тогда как другие заболевания, такие как синдром MELAS, наследственная оптическая нейропатия Лебера, синдром MERRF и другие, вызваны точечными мутациями в мтДНК. ^[193]

Также сообщалось, что раковые клетки, устойчивые к лекарственным препаратам, имеют увеличенное количество и размер митохондрий, что предполагает увеличение митохондриального биогенеза. ^[195] Исследование 2022 года в Nature Nanotechnology сообщило, что раковые клетки могут захватывать митохондрии у иммунных клеток с помощью физических туннельных нанотрубок. ^[196]

При других заболеваниях дефекты ядерных генов приводят к дисфункции митохондриальных белков. Это имеет место при атаксии Фридрейха , наследственной спастической параплегии и болезни Вильсона . ^[197] Эти заболевания наследуются по принципу доминирования , как и большинство других генетических заболеваний. Различные расстройства могут быть вызваны ядерными мутациями ферментов окислительного фосфорилирования, такими как дефицит кофермента Q10 и синдром Барта . ^[193] Влияние окружающей среды может взаимодействовать с наследственной предрасположенностью и вызывать митохондриальные заболевания. Например, может существовать связь между воздействием пестицидов и более поздним началом болезни Паркинсона . ^{[198] [199]} Другие патологии с этиологией, связанной с дисфункцией митохондрий, включают шизофрению , биполярное расстройство , деменцию , болезнь Альцгеймера , ^{[200] [201]} болезнь Паркинсона, эпилепсию , инсульт , сердечно-сосудистые заболевания , миалгический энцефаломиелит/синдром хронической усталости (МЭ/СХУ), пигментный ретинит и сахарный диабет . ^{[202] [203]}

Опосредованный митохондриями окислительный стресс играет роль в кардиомиопатии у больных диабетом 2 типа . Увеличение доставки жирных кислот в сердце увеличивает поглощение жирных кислот кардиомиоцитами, что приводит к увеличению окисления жирных кислот в этих клетках. Этот процесс увеличивает восстановительные эквиваленты, доступные для цепи переноса электронов митохондрий, в конечном итоге увеличивая выработку активных форм кислорода (ROS). ROS увеличивают разобщающие белки (UCP) и усиливают утечку протонов через транслокатор адениновых нуклеотидов (ANT), комбинация которых разобщает митохондрии. Затем разобщение увеличивает потребление кислорода митохондриями, усугубляя увеличение окисления жирных кислот. Это создает порочный цикл разобщения; кроме того, даже несмотря на то, что потребление кислорода увеличивается, синтез АТФ не увеличивается пропорционально, поскольку митохондрии разобщаются. Меньшая доступность АТФ в конечном итоге приводит к дефициту энергии, проявляющемуся в снижении эффективности работы сердца и сократительной дисфункции. Чтобы усугубить проблему, нарушенное высвобождение кальция саркоплазматическим ретикулумом и сниженный обратный захват митохондриями ограничивают пиковые цитозольные уровни важного сигнального иона во время сокращения мышц. Сниженная внутримитохондриальная концентрация кальция увеличивает активацию дегидрогеназы и синтез АТФ. Таким образом, в дополнение к снижению синтеза АТФ из-за окисления жирных кислот, синтез АТФ также нарушается из-за плохой сигнализации кальция, что приводит к проблемам с сердцем у диабетиков. ^[204]

Митохондрии также модулируют такие процессы, как развитие соматических клеток яичек, дифференцировка сперматогониальных стволовых клеток, закисление просвета, выработка тестостерона в яичках и многое другое. Таким образом, дисфункция митохондрий в сперматозоидах может быть причиной бесплодия. ^[205]

В целях борьбы с митохондриальными заболеваниями была разработана митохондриальная заместительная терапия (МЗТ). Эта форма экстракорпорального оплодотворения использует донорские митохондрии, что позволяет избежать передачи заболеваний, вызванных мутациями митохондриальной ДНК. ^[206] Однако эта терапия все еще исследуется и может вводить генетическую модификацию, а также проблемы безопасности. Эти заболевания редки, но могут быть чрезвычайно изнурительными и прогрессирующими заболеваниями, тем самым ставя сложные этические вопросы для государственной политики. ^[207]

Связь со старением

Может иметь место некоторая утечка электронов , переносимых в дыхательной цепи, для образования активных форм кислорода . Считалось, что это приводит к значительному окислительному стрессу в митохондриях с высокой скоростью мутаций митохондриальной ДНК. ^[208] Гипотетические связи между старением и окислительным стрессом не новы и были предложены в 1956 году, ^[209] которые позже были уточнены в митохондриальную теорию свободнорадикального старения . ^[210] Считалось, что возникает порочный круг, поскольку окислительный стресс приводит к мутациям митохондриальной ДНК, которые могут привести к ферментативным аномалиям и дальнейшему окислительному стрессу.

В процессе старения в митохондриях может происходить ряд изменений. ^[211] Ткани пожилых людей демонстрируют снижение ферментативной активности белков дыхательной цепи. ^[212] Однако мутировавшая мтДНК может быть обнаружена только в примерно 0,2% очень старых клеток. ^[213] Предполагается, что крупные делеции в митохондриальном геноме приводят к высоким уровням окислительного стресса и гибели нейронов при болезни Паркинсона . ^[214] Также было показано, что митохондриальная дисфункция возникает при боковом амиотрофическом склерозе . ^{[215] [216]}

Поскольку митохондрии играют ключевую роль в функции яичников, обеспечивая АТФ, необходимую для развития от зародышевого пузырька до зрелого ооцита , сниженная функция митохондрий может привести к воспалению, что приводит к преждевременной недостаточности яичников и ускоренному старению яичников. Возникающая в результате дисфункция затем отражается в количественном (например, число копий мтДНК и делеции мтДНК), качественном (например, мутации и разрывы нитей) и окислительном повреждении (например, дисфункциональные митохондрии из-за ROS), которые не только имеют отношение к старению яичников, но и нарушают перекрестные помехи ооцита и кумулюса в яичнике, связаны с генетическими нарушениями (например, ломкая X-хромосома) и могут мешать отбору эмбрионов. ^[217]

История

Первые наблюдения внутриклеточных структур, которые, вероятно, представляли собой митохондрии, были опубликованы в 1857 году физиологом Альбертом фон Колликером . ^{[218] [219] В 1890 году} Рихард Альтманн установил, что они являются клеточными органеллами и назвал их «биобластами». ^{[219] [220]} В 1898 году Карл Бенда ввел термин «митохондрии» от греческого μίτος , mitos , «нить», и χονδρίον , chondrion , «гранула». ^{[221] [219] [222]} Леонор Михаэлис обнаружила, что Янус зеленый может быть использован в качестве суправитального красителя для митохондрий в 1900 году. ^[223] В 1904 году Фридрих Мевес сделал первое зарегистрированное наблюдение митохондрий в растениях в клетках белой кувшинки, Nymphaea alba , ^{[219] [224]} и в 1908 году вместе с Клавдием Рего предположил, что они содержат белки и липиды. Бенджамин Ф. Кингсбери в 1912 году впервые связал их с клеточным дыханием, но почти исключительно основываясь на морфологических наблюдениях. ^{[225] [219]} В 1913 году Отто Генрих Варбург связал дыхание с частицами, которые он получил из экстрактов печени морской свинки и которые он назвал «грана». ^[226] Варбург и Генрих Отто Виланд , которые также постулировали подобный механизм частиц, не согласились с химической природой дыхания. Только в 1925 году, когда Дэвид Кейлин открыл цитохромы , была описана дыхательная цепь . ^[219]

В 1939 году эксперименты с использованием измельченных мышечных клеток продемонстрировали, что клеточное дыхание с использованием одной молекулы кислорода может образовывать четыре молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), а в 1941 году Фриц Альберт Липманн разработал концепцию фосфатных связей АТФ как формы энергии в клеточном метаболизме . В последующие годы механизм клеточного дыхания был дополнительно разработан, хотя его связь с митохондриями не была известна. ^[219] Введение фракционирования тканей Альбертом Клодом позволило изолировать митохондрии от других клеточных фракций и проводить биохимический анализ только на них. В 1946 году он пришел к выводу, что цитохромоксидаза и другие ферменты, ответственные за дыхательную цепь, были выделены из митохондрий. Юджин Кеннеди и Альберт Ленингер обнаружили в 1948 году, что митохондрии являются местом окислительного фосфорилирования у эукариот. Со временем метод фракционирования был усовершенствован, что позволило улучшить качество изолированных митохондрий, а также были определены другие элементы клеточного дыхания , происходящие в митохондриях. ^[219]

Первые электронные микрофотографии высокого разрешения появились в 1952 году, заменив окрашивание Янусом Грином в качестве предпочтительного способа визуализации митохондрий. ^[219] Это привело к более детальному анализу структуры митохондрий, включая подтверждение того, что они окружены мембраной. Это также показало вторую мембрану внутри митохондрий, которая складывалась в гребни, разделяющие внутреннюю камеру, и что размер и форма митохондрий варьировались от клетки к клетке.

Популярный термин «электростанция клетки» был придуман Филиппом Сикевицем в 1957 году. ^{[4] [227]}

В 1967 году было обнаружено, что митохондрии содержат рибосомы . ^[228] В 1968 году были разработаны методы картирования митохондриальных генов, а генетическая и физическая карта митохондриальной ДНК дрожжей была завершена в 1976 году. ^[219]

Смотрите также

• Антимитохондриальные антитела
• Скорость метаболизма митохондрий
• Митохондриальная проницаемость переходная пора
• Митофагия
• Небенкерн
• Онкоцит
• Онкоцитома
• Передача мтДНК по отцовской линии
• Пластид
• Субмитохондриальная частица

Ссылки

1. "митохондрия". Lexico UK English Dictionary . Oxford University Press . Архивировано из оригинала 2 января 2020 г.
2. Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Биология: исследование жизни. Бостон, Массачусетс: Pearson / Prentice Hall . ISBN 978-0132508827. Архивировано из оригинала 2 ноября 2014 г. . Получено 6 января 2009 г. .
3. "Mighty Mitochondria and Neurodegenerative Diseases". Science in the News . 1 февраля 2012 г. Архивировано из оригинала 6 апреля 2022 г. Получено 24 апреля 2022 г.
4. Siekevitz P (1957). «Powerhouse of the cell». Scientific American . 197 (1): 131–140. Bibcode : 1957SciAm.197a.131S. doi : 10.1038/scientificamerican0757-131.
5. Карнковска А., Вацек В., Зубачова З., Трейтли С.К., Петржелкова Р., Эме Л. и др. (май 2016 г.). «Эукариот без митохондриальной органеллы». Современная биология . 26 (10): 1274–1284. Бибкод : 2016CBio...26.1274K. дои : 10.1016/j.cub.2016.03.053 . ПМИД  27185558.
6. Le Page M. «Обнаружено животное, которому не нужен кислород для выживания». New Scientist . Архивировано из оригинала 26 февраля 2020 г. Получено 25 февраля 2020 г.
7. Yahalomi D, Atkinson SD, Neuhof M, Chang ES, Philippe H, Cartwright P и др. (март 2020 г.). «У паразита лосося (Myxozoa: Henneguya) отсутствует митохондриальный геном». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (10): 5358–5363. Bibcode : 2020PNAS..117.5358Y. doi : 10.1073/pnas.1909907117 . PMC 7071853. PMID  32094163 . 
8. Хенце К., Мартин В. (ноябрь 2003 г.). «Эволюционная биология: сущность митохондрий». Природа . 426 (6963): 127–128. Бибкод : 2003Natur.426..127H. дои : 10.1038/426127a . PMID  14614484. S2CID  862398.
9. Leger MM, Kolisko M, Kamikawa R, Stairs CW, Kume K, Čepička I и др. (апрель 2017 г.). «Органеллы, которые проливают свет на происхождение гидрогеносом Trichomonas и митосом Giardia». Nature Ecology & Evolution . 1 (4): 0092. Bibcode : 2017NatEE...1...92L. doi : 10.1038/s41559-017-0092. PMC 5411260. PMID  28474007 . 
10. Новак Л.В., Трейтли С.С., Пирих Дж., Халакуц П., Пипалия С.В., Вацек В. и др. (декабрь 2023 г.). Датчер С.К. (ред.). «Геномика жгутиконосцев Preaxostyla освещает путь к потере митохондрий». ПЛОС Генетика . 19 (12): e1011050. дои : 10.1371/journal.pgen.1011050 . ПМЦ 10703272 . ПМИД  38060519. 
11. Wiemerslage L, Lee D (март 2016). «Количественная оценка митохондриальной морфологии в невритах дофаминергических нейронов с использованием нескольких параметров». Journal of Neuroscience Methods . 262 : 56–65. doi : 10.1016/j.jneumeth.2016.01.008. PMC 4775301. PMID  26777473. 
12. McBride HM, Neuspiel M, Wasiak S (июль 2006 г.). «Митохондрии: больше, чем просто электростанция». Current Biology . 16 (14): R551–R560. Bibcode : 2006CBio...16.R551M. doi : 10.1016/j.cub.2006.06.054 . PMID  16860735. S2CID  16252290.
13. Valero T (2014). «Митохондриальный биогенез: фармакологические подходы». Current Pharmaceutical Design . 20 (35): 5507–5509. doi :10.2174/138161282035140911142118. hdl : 10454/13341 . PMID  24606795. Таким образом, митохондриальный биогенез определяется как процесс, посредством которого клетки увеличивают свою индивидуальную митохондриальную массу [3]. ... Митохондриальный биогенез происходит путем роста и деления уже существующих органелл и временно координируется с событиями клеточного цикла [1].
14. Sanchis-Gomar F, García-Giménez JL, Gómez-Cabrera MC, Pallardó FV (2014). "Митохондриальный биогенез в здоровье и болезни. Молекулярные и терапевтические подходы". Current Pharmaceutical Design . 20 (35): 5619–5633. doi :10.2174/1381612820666140306095106. PMID  24606801. Митохондриальный биогенез (МБ) является основным механизмом, с помощью которого клетки контролируют количество митохондрий.
15. Гарднер А., Болес Р. Г. (2005). «Есть ли в будущем митохондриальная психиатрия? Обзор». Curr. Psychiatry Rev. 1 ( 3): 255–271. doi :10.2174/157340005774575064.
16. Lesnefsky EJ, Moghaddas S, Tandler B, Kerner J, Hoppel CL (июнь 2001 г.). «Митохондриальная дисфункция при сердечных заболеваниях: ишемия-реперфузия, старение и сердечная недостаточность». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 33 (6): 1065–1089. doi :10.1006/jmcc.2001.1378. PMID  11444914.
17. Dorn GW, Vega RB, Kelly DP (октябрь 2015 г.). «Митохондриальный биогенез и динамика в развивающемся и больном сердце». Genes & Development . 29 (19): 1981–1991. doi :10.1101/gad.269894.115. PMC 4604339. PMID 26443844  . 
18. Griffiths KK, Levy RJ (2017). «Доказательства митохондриальной дисфункции при аутизме: биохимические связи, генетические ассоциации и неэнергетические механизмы». Окислительная медицина и клеточное долголетие . 2017 : 4314025. doi : 10.1155/2017/4314025 . PMC 5467355. PMID  28630658 . 
19. Ney PA (май 2011). «Нормальное и нарушенное созревание ретикулоцитов». Current Opinion in Hematology . 18 (3): 152–157. doi :10.1097/MOH.0b013e328345213e. PMC 3157046. PMID  21423015 . 
20. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. (2005). Молекулярная биология клетки . Нью-Йорк: Garland Publishing Inc. ISBN 978-0815341055.
21. Voet D, Voet JC, Pratt CW (2006). Основы биохимии (2-е изд.). John Wiley and Sons, Inc. стр. 547, 556. ISBN 978-0471214953.
22. Andersson SG , Karlberg O, Canbäck B, Kurland CG (январь 2003 г.). «О происхождении митохондрий: перспектива геномики». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 358 (1429): 165–77 , обсуждение 177–9. doi :10.1098/rstb.2002.1193. PMC 1693097. PMID  12594925. 
23. Gabaldón T (октябрь 2021 г.). «Происхождение и ранняя эволюция эукариотической клетки». Annual Review of Microbiology . 75 (1): 631–647. doi :10.1146/annurev-micro-090817-062213. PMID  34343017. S2CID  236916203.
24. «Митохондрия – гораздо больше, чем преобразователь энергии». Британское общество клеточной биологии. Архивировано из оригинала 4 апреля 2019 г. Получено 19 августа 2013 г.
25. Blachly-Dyson E, Forte M (сентябрь 2001 г.). «Каналы VDAC». IUBMB Life . 52 (3–5): 113–118. doi : 10.1080/15216540152845902 . PMID  11798022. S2CID  38314888.
26. Hoogenboom BW, Suda K, Engel A, Fotiadis D (июль 2007 г.). «Супрамолекулярные сборки потенциал-зависимых анионных каналов в нативной мембране». Журнал молекулярной биологии . 370 (2): 246–255. doi :10.1016/j.jmb.2007.04.073. PMID  17524423.
27. Zeth K (июнь 2010 г.). «Структура и эволюция митохондриальных наружных мембранных белков бета-бочкообразной топологии». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1797 (6–7): 1292–1299. doi : 10.1016/j.bbabio.2010.04.019 . PMID  20450883.
28. Herrmann JM, Neupert W (апрель 2000 г.). "Транспорт белков в митохондрии" (PDF) . Current Opinion in Microbiology . 3 (2): 210–214. doi :10.1016/S1369-5274(00)00077-1. PMID  10744987. Архивировано (PDF) из оригинала 16 августа 2022 г. . Получено 10 июля 2022 г. .
29. Chipuk JE, Bouchier-Hayes L, Green DR (август 2006 г.). «Проницаемость митохондриальной наружной мембраны во время апоптоза: сценарий невинного свидетеля». Cell Death and Differentiation . 13 (8): 1396–1402. doi : 10.1038/sj.cdd.4401963 . PMID  16710362.
30. Hayashi T, Rizzuto R, Hajnoczky G, Su TP (февраль 2009 г.). «MAM: больше, чем просто домработница». Trends in Cell Biology . 19 (2): 81–88. doi :10.1016/j.tcb.2008.12.002. PMC 2750097. PMID  19144519 . 
31. Schenkel LC, Bakovic M (январь 2014). «Формирование и регуляция митохондриальных мембран». International Journal of Cell Biology . 2014 : 709828. doi : 10.1155/2014/709828 . PMC 3918842. PMID  24578708 . 
32. McMillin JB, Dowhan W (декабрь 2002 г.). «Кардиолипин и апоптоз». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Молекулярная и клеточная биология липидов . 1585 (2–3): 97–107. doi :10.1016/S1388-1981(02)00329-3. PMID  12531542.
33. Bautista JS, Falabella M, Flannery PJ, Hanna MG, Heales SJ, Pope SA и др. (декабрь 2022 г.). «Достижения в методах анализа кардиолипина и их клиническое применение». Trends in Analytical Chemistry . 157 : 116808. doi :10.1016/j.trac.2022.116808. PMC 7614147. PMID 36751553.  S2CID 253211400  . 
34. Youle RJ, van der Bliek AM (август 2012 г.). «Митохондриальное деление, слияние и стресс». Science . 337 (6098): 1062–1065. Bibcode :2012Sci...337.1062Y. doi :10.1126/science.1219855. PMC 4762028 . PMID  22936770. 
35. Череп С, Посфаи Б, Шварц А.Д., Денес А (2018). «Митохондриальная ультраструктура связана с синаптической деятельностью в местах высвобождения аксонов». эНейро . 5 (1): ЭНЕВРО.0390–17.2018. doi :10.1523/ENEURO.0390-17.2018. ПМК 5788698 . ПМИД  29383328. 
36. Маннелла, Калифорния (2006). «Структура и динамика крист внутренней мембраны митохондрий». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Исследования молекулярных клеток . 1763 (5–6): 542–548. дои : 10.1016/j.bbamcr.2006.04.006. ПМИД  16730811.
37. Bogenhagen DF (сентябрь 2012 г.). «Структура нуклеоида митохондриальной ДНК». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Механизмы регуляции генов . 1819 (9–10): 914–920. doi :10.1016/j.bbagrm.2011.11.005. PMID  22142616.
38. Rich PR (декабрь 2003 г.). «Молекулярный механизм дыхательной цепи Кейлина». Труды Биохимического Общества . 31 (Часть 6): 1095–1105. doi :10.1042/BST0311095. PMID  14641005.
39. Stoimenova M, Igamberdiev AU, Gupta KJ, Hill RD (июль 2007 г.). «Анаэробный синтез АТФ под действием нитрита в митохондриях корней ячменя и риса». Planta . 226 (2): 465–474. Bibcode :2007Plant.226..465S. doi :10.1007/s00425-007-0496-0. PMID  17333252. S2CID  8963850.
40. Neupert W (1997). «Импорт белков в митохондрии». Annual Review of Biochemistry . 66 : 863–917. doi :10.1146/annurev.biochem.66.1.863. PMID  9242927.
41. Stryer L (1995). "Цикл лимонной кислоты". В: Биохимия (Четвертое изд.). Нью-Йорк: WH Freeman and Company. стр. 509–527, 569–579, 614–616, 638–641, 732–735, 739–748, 770–773. ISBN 0716720094.
42. King A, Selak MA, Gottlieb E (август 2006 г.). «Сукцинатдегидрогеназа и фумаратгидратаза: связь митохондриальной дисфункции и рака». Oncogene . 25 (34): 4675–4682. doi :10.1038/sj.onc.1209594. PMID  16892081. S2CID  26263513.
43. Voet D, Voet JG (2004). Биохимия (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Уайли. п. 804. ИСБН 978-0-471-19350-0.
44. Atkins P, de Paula J (2006). «Влияние на биохимию: преобразование энергии в биологических клетках». Physical Chemistry (8-е изд.). Нью-Йорк: Freeman. С. 225–229. ISBN 978-0-7167-8759-4.
45. Huang H, Manton KG (май 2004 г.). «Роль окислительного повреждения митохондрий во время старения: обзор» (PDF) . Frontiers in Bioscience . 9 (1–3): 1100–1117. doi :10.2741/1298. PMID  14977532. S2CID  2278219. Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2019 г.
46. Mitchell P, Moyle J (январь 1967). «Хемиосмотическая гипотеза окислительного фосфорилирования». Nature . 213 (5072): 137–139. Bibcode :1967Natur.213..137M. doi :10.1038/213137a0. PMID  4291593. S2CID  4149605.
47. Митчелл П. (июнь 1967 г.). «Протонный ток в митохондриальных системах». Nature . 214 (5095): 1327–1328. Bibcode :1967Natur.214.1327M. doi :10.1038/2141327a0. PMID  6056845. S2CID  4160146.
48. Nobel Foundation. "Химия 1997". Архивировано из оригинала 8 июля 2007 г. Получено 16 декабря 2007 г.
49. Mozo J, Emre Y, Bouillaud F, Ricquier D, Criscuolo F (ноябрь 2005 г.). «Терморегуляция: какова роль UCP у млекопитающих и птиц?». Bioscience Reports . 25 (3–4): 227–249. doi :10.1007/s10540-005-2887-4. PMID  16283555. S2CID  164450.
50. Kastaniotis AJ, Autio KJ, Kerätär JM, Monteuuis G, Mäkelä AM, Nair RR и др. (январь 2017 г.). «Синтез жирных кислот в митохондриях, жирные кислоты и митохондриальная физиология». Biochimica et Biophysica Acta. Молекулярная и клеточная биология липидов . 1862 (1): 39–48. doi :10.1016/j.bbalip.2016.08.011. PMID  27553474.
51. Clay HB, Parl AK, Mitchell SL, Singh L, Bell LN, Murdock DG (март 2016 г.). Peterson J (ред.). «Изменение пути синтеза жирных кислот в митохондриях (mtFASII) модулирует клеточные метаболические состояния и профили биоактивных липидов, как показано с помощью метаболомного профилирования». PLOS ONE . ​​11 (3): e0151171. Bibcode :2016PLoSO..1151171C. doi : 10.1371/journal.pone.0151171 . PMC 4786287 . PMID  26963735. 
52. Nowinski SM, Van Vranken JG, Dove KK, Rutter J (октябрь 2018 г.). «Влияние синтеза жирных кислот в митохондриях на биогенез митохондрий». Current Biology . 28 (20): R1212–R1219. Bibcode :2018CBio...28R1212N. doi :10.1016/j.cub.2018.08.022. PMC 6258005 . PMID  30352195. 
53. Wehbe Z, Behringer S, Alatibi K, Watkins D, Rosenblatt D, Spiekerkoetter U и др. (ноябрь 2019 г.). «Возникающая роль митохондриальной синтазы жирных кислот (mtFASII) в регуляции энергетического метаболизма». Biochimica et Biophysica Acta. Молекулярная и клеточная биология липидов . 1864 (11): 1629–1643. doi :10.1016/j.bbalip.2019.07.012. PMID  31376476. S2CID  199404906.
54. Santulli G, Xie W, Reiken SR, Marks AR (сентябрь 2015 г.). «Перегрузка митохондриального кальция является ключевым фактором сердечной недостаточности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (36): 11389–11394. Bibcode : 2015PNAS..11211389S. doi : 10.1073/pnas.1513047112 . PMC 4568687. PMID  26217001 . 
55. Siegel GJ, Agranoff BW, Fisher SK, Albers RW, Uhler MD, ред. (1999). Basic Neurochemistry (6-е изд.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-0397518203.
56. Rossier MF (август 2006 г.). «Т-каналы и биосинтез стероидов: в поисках связи с митохондриями». Cell Calcium . 40 (2): 155–164. doi :10.1016/j.ceca.2006.04.020. PMID  16759697.
57. Brighton CT, Hunt RM (май 1974). «Митохондриальный кальций и его роль в кальцификации. Гистохимическая локализация кальция на электронных микрофотографиях эпифизарной пластинки роста с K-пироантимонатом». Клиническая ортопедия и смежные исследования . 100 (5): 406–416. doi :10.1097/00003086-197405000-00057. PMID  4134194.
58. Brighton CT, Hunt RM (июль 1978). «Роль митохондрий в кальцификации пластины роста, продемонстрированная на модели рахита». Журнал хирургии костей и суставов. Американский том . 60 (5): 630–639. doi :10.2106/00004623-197860050-00007. PMID  681381.
59. Santulli G, Marks AR (2015). «Важнейшие роли внутриклеточных каналов высвобождения кальция в мышцах, мозге, метаболизме и старении». Current Molecular Pharmacology . 8 (2): 206–222. doi :10.2174/1874467208666150507105105. PMID  25966694.
60. Pizzo P, Pozzan T (октябрь 2007 г.). «Хореография митохондрий и эндоплазматического ретикулума: структура и динамика сигнализации». Trends in Cell Biology . 17 (10): 511–517. doi :10.1016/j.tcb.2007.07.011. PMID  17851078.
61. Miller RJ (март 1998). «Митохондрии — Кракен просыпается!». Тенденции в нейронауках . 21 (3): 95–97. doi :10.1016/S0166-2236(97)01206-X. PMID  9530913. S2CID  5193821.
62. Santulli G, Pagano G, Sardu C, Xie W, Reiken S, D'Ascia SL и др. (май 2015 г.). «Канал высвобождения кальция RyR2 регулирует высвобождение инсулина и гомеостаз глюкозы». Журнал клинических исследований . 125 (5): 1968–1978. doi :10.1172/JCI79273. PMC 4463204. PMID  25844899 . 
63. Schwarzländer M, Logan DC, Johnston IG, Jones NS, Meyer AJ, Fricker MD и др. (март 2012 г.). «Пульсация мембранного потенциала в отдельных митохондриях: стресс-индуцированный механизм регуляции дыхательной биоэнергетики у Arabidopsis». The Plant Cell . 24 (3): 1188–1201. doi :10.1105/tpc.112.096438. PMC 3336130 . PMID  22395486. 
64. Иванников МВ, Маклеод ГТ (июнь 2013). «Уровни свободного Ca²⁺ в митохондриях и их влияние на энергетический метаболизм в двигательных нервных окончаниях дрозофилы». Biophysical Journal . 104 (11): 2353–2361. Bibcode :2013BpJ...104.2353I. doi :10.1016/j.bpj.2013.03.064. PMC 3672877 . PMID  23746507. 
65. Weinberg F, Chandel NS (октябрь 2009). «Митохондриальный метаболизм и рак». Annals of the New York Academy of Sciences . 1177 (1): 66–73. Bibcode : 2009NYASA1177...66W. doi : 10.1111/j.1749-6632.2009.05039.x. PMID  19845608. S2CID  29827252.
66. Морено-Санчес Р., Родригес-Энрикес С., Марин-Эрнандес А., Сааведра Э. (март 2007 г.). «Энергетический обмен в опухолевых клетках». Журнал ФЭБС . 274 (6): 1393–1418. дои : 10.1111/j.1742-4658.2007.05686.x. PMID  17302740. S2CID  7748115.
67. Mistry JJ, Marlein CR, Moore JA, Hellmich C, Wojtowicz EE, Smith JG и др. (декабрь 2019 г.). «ROS-опосредованная активация PI3K запускает митохондриальный перенос из стромальных клеток в гемопоэтические стволовые клетки в ответ на инфекцию». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (49): 24610–24619. Bibcode : 2019PNAS..11624610M. doi : 10.1073 /pnas.1913278116 . PMC 6900710. PMID  31727843. 
68. Pedersen PL (декабрь 1994 г.). «АТФ-синтаза. Машина, которая производит АТФ». Current Biology . 4 (12): 1138–1141. Bibcode : 1994CBio....4.1138P. doi : 10.1016/S0960-9822(00)00257-8. PMID  7704582. S2CID  10279742.
69. Pattappa G, Heywood HK, de Bruijn JD, Lee DA (октябрь 2011 г.). «Метаболизм мезенхимальных стволовых клеток человека во время пролиферации и дифференциации». Journal of Cellular Physiology . 226 (10): 2562–2570. doi :10.1002/jcp.22605. PMID  21792913. S2CID  22259833.
70. Агарвал Б. (июнь 2011 г.). «Роль анионов в синтезе АТФ и ее молекулярно-механистическая интерпретация». Журнал биоэнергетики и биомембран . 43 (3): 299–310. doi :10.1007/s10863-011-9358-3. PMID  21647635. S2CID  29715383.
71. Sweet S, Singh G (июль 1999). «Изменения массы митохондрий, мембранного потенциала и содержания клеточного аденозинтрифосфата в течение клеточного цикла человеческих лейкемических клеток (HL-60)». Журнал клеточной физиологии . 180 (1): 91–96. doi :10.1002/(SICI)1097-4652(199907)180:1<91::AID-JCP10>3.0.CO;2-6. PMID  10362021. S2CID  25906279.
72. Риера Ромо М (август 2021 г.). «Смерть клеток как часть врожденного иммунитета: причина или следствие?». Иммунология . 163 (4): 399–415. doi :10.1111/imm.13325. PMC 8274179. PMID  33682112 . 
73. Green DR (сентябрь 1998 г.). «Пути апоптоза: дороги к разрушению». Cell . 94 (6): 695–698. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81728-6 . PMID  9753316. S2CID  16654082.
74. Bahat A, MacVicar T, Langer T (27 июля 2021 г.). «Метаболизм и врожденный иммунитет встречаются в митохондриях». Frontiers in Cell and Developmental Biology . 9 : 720490. doi : 10.3389/fcell.2021.720490 . PMC 8353256. PMID  34386501 . 
75. Murphy MP, O'Neill LA (февраль 2024 г.). «Нарушение митохондриального эндосимбиоза как основа воспалительных заболеваний». Nature . 626 (7998): 271–279. Bibcode :2024Natur.626..271M. doi :10.1038/s41586-023-06866-z. PMID  38326590.
76. Krysko DV, Agostinis P, Krysko O, Garg AD, Bachert C, Lambrecht BN и др. (апрель 2011 г.). «Возникающая роль молекулярных паттернов, связанных с повреждением и полученных из митохондрий, при воспалении». Trends in Immunology . 32 (4): 157–164. doi :10.1016/j.it.2011.01.005. PMID  21334975.; цитируется в ^[75]
77. Райли Дж. С., Тейт СВ (апрель 2020 г.). «Митохондриальная ДНК при воспалении и иммунитете». EMBO Reports . 21 (4): e49799. doi : 10.15252 /embr.201949799. PMC 7132203. PMID  32202065. ; цитируется в ^[75]
78. Seth RB, Sun L, Ea CK, Chen ZJ (сентябрь 2005 г.). «Идентификация и характеристика MAVS, митохондриального противовирусного сигнального белка, который активирует NF-kappaB и IRF 3». Cell . 122 (5): 669–682. doi :10.1016/j.cell.2005.08.012. PMID  16125763.; цитируется в ^[75]
79. Dorward DA, Lucas CD, Doherty MK, Chapman GB, Scholefield EJ, Conway Morris A и др. (октябрь 2017 г.). «Новая роль эндогенной митохондриальной формилированной пептидной сигнализации формилпептидного рецептора 1 при остром респираторном дистресс-синдроме». Thorax . 72 (10): 928–936. doi :10.1136/thoraxjnl-2017-210030. PMC 5738532 . PMID  28469031. ; цитируется в ^[75]
80. Cai N, Gomez-Duran A, Yonova-Doing E, Kundu K, Burgess AI, Golder ZJ и др. (сентябрь 2021 г.). «Варианты митохондриальной ДНК модулируют N-формилметионин, протеостаз и риск поздних заболеваний человека». Nature Medicine . 27 (9): 1564–1575. doi :10.1038/s41591-021-01441-3. PMID  34426706.; цитируется в ^[75]
81. Zhang W, Wang G, Xu ZG, Tu H, Hu F, Dai J и др. (июнь 2019 г.). «Лактат — естественный подавитель сигнализации RLR при нацеливании на MAVS». Cell . 178 (1): 176–189.e15. doi :10.1016/j.cell.2019.05.003. PMC 6625351 . PMID  31155231. ; цитируется в ^[74]
82. Pourcelot M, Arnoult D (сентябрь 2014 г.). «Митохондриальная динамика и врожденный противовирусный иммунный ответ». Журнал FEBS . 281 (17): 3791–3802. doi :10.1111/febs.12940. PMID  25051991.; цитируется в ^[74]
83. Li X, Fang P, Mai J, Choi ET, Wang H, Yang XF (февраль 2013 г.). «Воздействие на митохондриальные активные формы кислорода как на новую терапию воспалительных заболеваний и рака». Журнал гематологии и онкологии . 6 (19): 19. doi : 10.1186/1756-8722-6-19 . PMC 3599349. PMID  23442817 . 
84. Hajnóczky G, Csordás G, Das S, Garcia-Perez C, Saotome M, Sinha Roy S, et al. (2006). «Митохондриальная кальциевая сигнализация и гибель клеток: подходы к оценке роли митохондриального поглощения Ca2+ при апоптозе». Cell Calcium . 40 (5–6): 553–560. doi :10.1016/j.ceca.2006.08.016. PMC 2692319 . PMID  17074387. 
85. Oh-hama T (август 1997). «Эволюционное рассмотрение 5-аминолевулинатсинтазы в природе». Origins of Life and Evolution of the Biosphere . 27 (4): 405–412. Bibcode :1997OLEB...27..405O. doi :10.1023/A:1006583601341. PMID  9249985. S2CID  13602877.
86. Klinge CM (декабрь 2008 г.). «Эстрогенный контроль митохондриальной функции и биогенеза». Журнал клеточной биохимии . 105 (6): 1342–1351. doi :10.1002/jcb.21936. PMC 2593138. PMID  18846505 . 
87. Alvarez-Delgado C, Mendoza-Rodríguez CA, Picazo O, Cerbón M (август 2010 г.). «Различная экспрессия рецепторов митохондриального эстрогена альфа и бета в мозге стареющей крысы: взаимодействие с респираторным комплексом V». Experimental Gerontology . 45 (7–8): 580–585. doi :10.1016/j.exger.2010.01.015. PMID  20096765. S2CID  30841790.
88. Pavón N, Martínez-Abundis E, Hernández L, Gallardo-Pérez JC, Alvarez-Delgado C, Cerbón M, et al. (Октябрь 2012). «Половые гормоны: влияние на сердечную и митохондриальную активность после ишемии-реперфузии у взрослых крыс. Гендерные различия». Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 132 (1–2): 135–146. doi :10.1016/j.jsbmb.2012.05.003. PMID  22609314. S2CID  24794040.
89. Breda CN, Davanzo GG, Basso PJ, Saraiva Câmara NO, Moraes-Vieira PM (сентябрь 2019 г.). «Митохондрии как центральный узел иммунной системы». Redox Biology . 26 : 101255. doi : 10.1016/j.redox.2019.101255. PMC 6598836. PMID  31247505 . 
90. Cserép C, Pósfai B, Lénárt N, Fekete R, László ZI, Lele Z, et al. (январь 2020 г.). «Микроглия контролирует и защищает нейронную функцию через специализированные соматические пуринергические соединения». Science . 367 (6477): 528–537. Bibcode :2020Sci...367..528C. doi :10.1126/science.aax6752. PMID  31831638. S2CID  209343260. Архивировано из оригинала 2 мая 2023 г. Получено 10 февраля 2022 г.
91. Череп С., Шварц А.Д., Посфаи Б., Ласло З.И., Келлермайер А., Корней З. и др. (сентябрь 2022 г.). «Микроглиальный контроль развития нейронов через соматические пуринергические соединения». Отчеты по ячейкам . 40 (12): 111369. doi :10.1016/j.celrep.2022.111369. ПМЦ 9513806 . PMID  36130488. S2CID  252416407. 
92. Taylor SW, Fahy E, Zhang B, Glenn GM, Warnock DE, Wiley S и др. (март 2003 г.). «Характеристика митохондриального протеома человеческого сердца». Nature Biotechnology . 21 (3): 281–286. doi :10.1038/nbt793. PMID  12592411. S2CID  27329521.
93. Zhang J, Li X, Mueller M, Wang Y, Zong C, Deng N и др. (апрель 2008 г.). «Систематическая характеристика митохондриального протеома мышей с использованием функционально подтвержденных митохондрий сердца». Proteomics . 8 (8): 1564–1575. doi :10.1002/pmic.200700851. PMC 2799225 . PMID  18348319. 
94. Zhang J, Liem DA, Mueller M, Wang Y, Zong C, Deng N и др. (июнь 2008 г.). «Измененная протеомная биология митохондрий сердца в условиях стресса». Journal of Proteome Research . 7 (6): 2204–2214. doi :10.1021/pr070371f. PMC 3805274 . PMID  18484766. 
95. Логан, округ Колумбия (июнь 2010 г.). «Слияние, деление и позиционирование митохондрий у растений». Труды биохимического общества . 38 (3): 789–795. doi :10.1042/bst0380789. PMID  20491666.
96. das Neves RP, Jones NS, Andreu L, Gupta R, Enver T, Iborra FJ (декабрь 2010 г.). Weissman JS (ред.). «Связь изменчивости глобальной скорости транскрипции с изменчивостью митохондрий». PLOS Biology . 8 (12): e1000560. doi : 10.1371/journal.pbio.1000560 . PMC 3001896. PMID  21179497 . 
97. Johnston IG, Gaal B, Neves RP, Enver T, Iborra FJ, Jones NS (2012). Haugh JM (ред.). «Митохондриальная изменчивость как источник внешнего клеточного шума». PLOS Computational Biology . 8 (3): e1002416. arXiv : 1107.4499 . Bibcode : 2012PLSCB...8E2416J. doi : 10.1371/journal.pcbi.1002416 . PMC 3297557. PMID  22412363 . 
98. Раппапорт Л., Оливьеро П., Сэмюэл Дж. Л. (июль 1998 г.). «Цитоскелет и митохондриальная морфология и функция». Молекулярная и клеточная биохимия . 184 (1–2): 101–105. doi :10.1023/A:1006843113166. PMID  9746315. S2CID  28165195.
99. Hoitzing H, Johnston IG, Jones NS (июнь 2015 г.). «Какова функция митохондриальных сетей? Теоретическая оценка гипотез и предложения для будущих исследований». BioEssays . 37 (6): 687–700. doi :10.1002/bies.201400188. PMC 4672710 . PMID  25847815. 
100. Soltys BJ, Gupta RS (1992). «Взаимоотношения эндоплазматического ретикулума, митохондрий, промежуточных филаментов и микротрубочек — исследование с использованием четырехкратной флуоресцентной маркировки». Биохимия и клеточная биология = Biochimie et Biologie Cellulaire . 70 (10–11): 1174–1186. doi :10.1139/o92-163. PMID  1363623.
101. Tang HL, Lung HL, Wu KC, Le AH, Tang HM, Fung MC (февраль 2008 г.). «Виментин поддерживает митохондриальную морфологию и организацию». The Biochemical Journal . 410 (1): 141–146. doi :10.1042/BJ20071072. PMID  17983357.
102. Риццуто Р., Марки С., Бонора М., Агиари П., Бонони А., Де Стефани Д. и др. (ноябрь 2009 г.). «Перенос Ca (2+) из ЭР в митохондрии: когда, как и почему». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Биоэнергетика . 1787 (11): 1342–1351. дои : 10.1016/j.bbabio.2009.03.015. ПМЦ 2730423 . ПМИД  19341702. 
103. de Brito OM, Scorrano L (август 2010). «Интимная связь: пространственная организация взаимоотношений эндоплазматического ретикулума и митохондрий». The EMBO Journal . 29 (16): 2715–2723. doi :10.1038/emboj.2010.177. PMC 2924651. PMID  20717141 . 
104. Vance JE, Shiao YJ (1996). «Внутриклеточный транспорт фосфолипидов: импорт фосфатидилсерина в митохондрии». Anticancer Research . 16 (3B): 1333–1339. PMID  8694499.
105. Lebiedzinska M, Szabadkai G, Jones AW, Duszynski J, Wieckowski MR (октябрь 2009 г.). «Взаимодействие между эндоплазматическим ретикулумом, митохондриями, плазматической мембраной и другими субклеточными органеллами». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 41 (10): 1805–1816. doi :10.1016/j.biocel.2009.02.017. PMID  19703651.
106. Twig G, Elorza A, Molina AJ, Mohamed H, Wikstrom JD, Walzer G и др. (январь 2008 г.). «Деление и селективное слияние управляют митохондриальной сегрегацией и элиминацией путем аутофагии». The EMBO Journal . 27 (2): 433–446. doi :10.1038/sj.emboj.7601963. PMC 2234339. PMID  18200046 . 
107. Osman C, Voelker DR, Langer T (январь 2011). «Создание голов или хвостов фосфолипидов в митохондриях». Журнал клеточной биологии . 192 (1): 7–16. doi :10.1083/jcb.201006159. PMC 3019561. PMID  21220505 . 
108. Kornmann B, Currie E, Collins SR, Schuldiner M, Nunnari J, Weissman JS и др. (июль 2009 г.). «Комплекс связывания ER-митохондрий, выявленный с помощью синтетического биологического скрининга». Science . 325 (5939): 477–481. Bibcode :2009Sci...325..477K. doi :10.1126/science.1175088. PMC 2933203 . PMID  19556461. 
109. Rusiñol AE, Cui Z, Chen MH, Vance JE (November 1994). "A unique mitochondria-associated membrane fraction from rat liver has a high capacity for lipid synthesis and contains pre-Golgi secretory proteins including nascent lipoproteins". The Journal of Biological Chemistry. 269 (44): 27494–27502. doi:10.1016/S0021-9258(18)47012-3. PMID 7961664.
110. Kopach O, Kruglikov I, Pivneva T, Voitenko N, Fedirko N (May 2008). "Functional coupling between ryanodine receptors, mitochondria and Ca(2+) ATPases in rat submandibular acinar cells". Cell Calcium. 43 (5): 469–481. doi:10.1016/j.ceca.2007.08.001. PMID 17889347.
111. Csordás G, Hajnóczky G (April 2001). "Sorting of calcium signals at the junctions of endoplasmic reticulum and mitochondria". Cell Calcium. 29 (4): 249–262. doi:10.1054/ceca.2000.0191. PMID 11243933.
112. Decuypere JP, Monaco G, Bultynck G, Missiaen L, De Smedt H, Parys JB (May 2011). "The IP(3) receptor-mitochondria connection in apoptosis and autophagy". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1813 (5): 1003–1013. doi:10.1016/j.bbamcr.2010.11.023. PMID 21146562.
113. Diercks BP, Fliegert R, Guse AH (June 2017). "Mag-Fluo4 in T cells: Imaging of intra-organelle free Ca2+ concentrations". Biochimica et Biophysica Acta. Molecular Cell Research. 1864 (6): 977–986. doi:10.1016/j.bbamcr.2016.11.026. PMID 27913206.
114. Hajnóczky G, Csordás G, Yi M (2011). "Old players in a new role: mitochondria-associated membranes, VDAC, and ryanodine receptors as contributors to calcium signal propagation from endoplasmic reticulum to the mitochondria". Cell Calcium. 32 (5–6): 363–377. doi:10.1016/S0143416002001872. PMID 12543096.
115. Marriott KS, Prasad M, Thapliyal V, Bose HS (December 2012). "σ-1 receptor at the mitochondrial-associated endoplasmic reticulum membrane is responsible for mitochondrial metabolic regulation". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 343 (3): 578–586. doi:10.1124/jpet.112.198168. PMC 3500540. PMID 22923735.
116. Hayashi T, Su TP (ноябрь 2007 г.). «Шапероны рецептора сигма-1 на интерфейсе ЭР-митохондрия регулируют сигнализацию Ca(2+) и выживание клеток». Cell . 131 (3): 596–610. doi : 10.1016/j.cell.2007.08.036 . PMID  17981125. S2CID  18885068.
117. Csordás G, Weaver D, Hajnóczky G (июль 2018 г.). «Контактология эндоплазматического ретикулума-митохондрий: структура и сигнальные функции». Trends in Cell Biology . 28 (7): 523–540. doi :10.1016/j.tcb.2018.02.009. PMC 6005738 . PMID  29588129. 
118. McCutcheon JP (октябрь 2021 г.). «Геномика и клеточная биология внутриклеточных инфекций, полезных хозяину». Ежегодный обзор клеточной и эволюционной биологии . 37 (1): 115–142. doi : 10.1146/annurev-cellbio-120219-024122 . PMID  34242059. S2CID  235786110.
119. Callier V (8 июня 2022 г.). «Митохондрии и происхождение эукариот». Knowable Magazine . doi : 10.1146/knowable-060822-2 . S2CID  249526889. Архивировано из оригинала 15 августа 2022 г. Получено 18 августа 2022 г.
120. Margulis L, Sagan D (1986). Происхождение пола: три миллиарда лет генетической рекомбинации. New Haven, CT: Yale University Press. стр. 69–71, 87. ISBN 978-0300033403.
121. Мартин В.Ф., Мюллер М. (2007). Происхождение митохондрий и гидрогеносом . Гейдельберг, Германия: Springer Verlag.
122. Емельянов В.В. (апрель 2003 г.). «Митохондриальная связь с происхождением эукариотической клетки». European Journal of Biochemistry . 270 (8): 1599–1618. doi : 10.1046/j.1432-1033.2003.03499.x . PMID  12694174.
123. Мюллер М, Мартин В (май 1999). «Геном Rickettsia prowazekii и некоторые мысли о происхождении митохондрий и гидрогеносом». BioEssays . 21 (5): 377–381. doi :10.1002/(sici)1521-1878(199905)21:5<377::aid-bies4>3.0.co;2-w. PMID  10376009.
124. Gray MW, Burger G, Lang BF (март 1999). "Эволюция митохондрий". Science . 283 (5407): 1476–1481. Bibcode :1999Sci...283.1476G. doi :10.1126/science.283.5407.1476. PMC 3428767 . PMID  10066161. 
125. Thrash JC, Boyd A, Huggett MJ, Grote J, Carini P, Yoder RJ и др. (14 июня 2011 г.). «Филогеномные доказательства общего предка митохондрий и клады SAR11». Scientific Reports . 1 (1): 13. Bibcode :2011NatSR...1E..13T. doi :10.1038/srep00013. PMC 3216501 . PMID  22355532. 
126. Мартейн Дж., Воссеберг Дж., Гай Л., Оффре П., Эттема Т.Дж. (май 2018 г.). «Глубокое митохондриальное происхождение за пределами отобранных альфапротеобактерий». Природа . 557 (7703): 101–105. Бибкод :2018Natur.557..101M. дои : 10.1038/s41586-018-0059-5 . hdl : 1874/373336. PMID  29695865. S2CID  13740626.
127. Fan L, Wu D, Goremykin V, Xiao J, Xu Y, Garg S и др. (сентябрь 2020 г.). «Филогенетический анализ с систематической выборкой таксонов показывает, что митохондрии ветвятся в пределах Alphaproteobacteria». Nature Ecology & Evolution . 4 (9). Springer Science and Business Media LLC: 1213–1219. Bibcode :2020NatEE...4.1213F. bioRxiv 10.1101/715870 . doi :10.1038/s41559-020-1239-x. PMID  32661403. S2CID  220507452. 
128. Ван С., Ло Х. (июнь 2021 г.). «Датирование эволюции альфапротеобактерий с помощью эукариотических ископаемых». Nature Communications . 12 (1): 3324. Bibcode :2021NatCo..12.3324W. doi :10.1038/s41467-021-23645-4. PMC 8175736 . PMID  34083540. 
129. Esposti MD, Geiger O, Sanchez-Flores A (16 мая 2022 г.). «О бактериальном происхождении митохондрий: новые идеи с триангулированными подходами». bioRxiv : 2022.05.15.491939. doi :10.1101/2022.05.15.491939. S2CID  248836055.
130. Muñoz-Gómez SA, Susko E, Williamson K, Eme L, Slamovits CH, Moreira D и др. (март 2022 г.). «Site-and-branch-heterogeneous analyses of an extended dataset favor mitochondria as sister to known Alphaproteobacteria» (PDF) . Nature Ecology & Evolution . 6 (3): 253–262. Bibcode :2022NatEE...6..253M. doi :10.1038/s41559-021-01638-2. PMID  35027725. S2CID  245958471. Архивировано (PDF) из оригинала 18 ноября 2023 г. . Получено 30 декабря 2023 г. .
131. Schön ME, Martijn J, Vosseberg J, Köstlbacher S, Ettema TJ (август 2022 г.). «Эволюционное происхождение ассоциации хозяев у Rickettsiales». Nature Microbiology . 7 (8): 1189–1199. doi :10.1038/s41564-022-01169-x. PMC 9352585 . PMID  35798888. 
132. O'Brien TW (сентябрь 2003 г.). «Свойства митохондриальных рибосом человека». IUBMB Life . 55 (9): 505–513. doi :10.1080/15216540310001626610. PMID  14658756. S2CID  43415449.
133. Саган Л. (март 1967 г.). «О происхождении митозирующих клеток». Журнал теоретической биологии . 14 (3): 255–274. Bibcode : 1967JThBi..14..225S. doi : 10.1016/0022-5193(67)90079-3. PMID  11541392.
134. Емельянов ВВ (февраль 2001). «Риккетсиевые, риккетсиоподобные эндосимбионты и происхождение митохондрий». Bioscience Reports . 21 (1): 1–17. doi :10.1023/A:1010409415723. PMID  11508688. S2CID  10144020.
135. Feng DF, Cho G, Doolittle RF (ноябрь 1997 г.). «Определение времени расхождения с помощью белковых часов: обновление и переоценка». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (24): 13028–13033. Bibcode : 1997PNAS...9413028F. doi : 10.1073 /pnas.94.24.13028 . PMC 24257. PMID  9371794. 
136. Кавальер-Смит Т. (1991). «Архамебы: предковые эукариоты?». Bio Systems . 25 (1–2): 25–38. Bibcode : 1991BiSys..25...25C. doi : 10.1016/0303-2647(91)90010-I. PMID  1854912.
137. Danovaro R, Dell'Anno A, Pusceddu A, Gambi C, Heiner I, Kristensen RM (апрель 2010 г.). «Первые метазоа, живущие в постоянно бескислородных условиях». BMC Biology . 8 : 30. doi : 10.1186/1741-7007-8-30 . PMC 2907586. PMID  20370908 . 
138. Coghaln A (7 апреля 2010 г.). «Грязевое существо, живущее без кислорода». Zoologger. New Scientist . Архивировано из оригинала 26 февраля 2020 г. Получено 27 февраля 2020 г.
139. Шифлетт AM, Джонсон PJ (2010). «Органеллы, связанные с митохондриями, у эукариотических простейших». Annual Review of Microbiology . 64 : 409–429. doi :10.1146/annurev.micro.62.081307.162826. PMC 3208401. PMID 20528687  . 
140. Karnkowska A, Treitli SC, Brzoň O, Novák L, Vacek V, Soukal P, et al. (Октябрь 2019 г.). Battistuzzi FU (ред.). «The Oxymonad Genome Displays Canonical Eukaryotic Complexity in the Absence of a Mitochondrion». Molecular Biology and Evolution . 36 (10): 2292–2312. doi :10.1093/molbev/msz147. PMC 6759080. PMID 31387118.  Архивировано из оригинала 12 апреля 2024 г. Получено 14 апреля 2024 г. 
141. Chan DC (июнь 2006 г.). «Митохондрии: динамические органеллы при заболеваниях, старении и развитии». Cell . 125 (7): 1241–1252. doi : 10.1016/j.cell.2006.06.010 . PMID  16814712. S2CID  8551160.
142. Wiesner RJ, Rüegg JC, Morano I (март 1992 г.). «Подсчет целевых молекул с помощью экспоненциальной полимеразной цепной реакции: число копий митохондриальной ДНК в тканях крыс». Biochemical and Biophysical Research Communications . 183 (2): 553–559. doi :10.1016/0006-291X(92)90517-O. PMID  1550563.
143. Falkenberg M (июль 2018 г.). «Репликация митохондриальной ДНК в клетках млекопитающих: обзор пути». Essays in Biochemistry . 62 (3): 287–296. doi :10.1042/ebc20170100. PMC 6056714. PMID  29880722 . 
144. Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, et al. (апрель 1981 г.). «Последовательность и организация митохондриального генома человека». Nature . 290 (5806): 457–465. Bibcode :1981Natur.290..457A. doi :10.1038/290457a0. PMID  7219534. S2CID  4355527.
145. Fukuhara H, Sor F, Drissi R, Dinouël N, Miyakawa I, Rousset S, et al. (апрель 1993 г.). «Линейные митохондриальные ДНК дрожжей: частота встречаемости и общие характеристики». Molecular and Cellular Biology . 13 (4): 2309–2314. doi :10.1128/mcb.13.4.2309. PMC 359551 . PMID  8455612. 
146. Бернарди Г. (декабрь 1978 г.). «Вмешательство последовательностей в митохондриальный геном». Nature . 276 (5688): 558–559. Bibcode :1978Natur.276..558B. doi :10.1038/276558a0. PMID  214710. S2CID  4314378.
147. Хеббар SK, Белчер SM, Перлман PS (апрель 1992 г.). «Интрон группы IIA, кодирующий матуразу, в митохондриях дрожжей самосращивается in vitro». Nucleic Acids Research . 20 (7): 1747–1754. doi :10.1093/nar/20.7.1747. PMC 312266. PMID  1579468 . 
148. Gray MW, Lang BF, Cedergren R, Golding GB, Lemieux C, Sankoff D, et al. (Февраль 1998). «Структура генома и содержание генов в митохондриальных ДНК простейших». Nucleic Acids Research . 26 (4): 865–878. doi :10.1093/nar/26.4.865. PMC 147373. PMID  9461442 . 
149. Gray MW, Lang BF, Burger G (2004). «Митохондрии простейших». Annual Review of Genetics . 38 : 477–524. doi :10.1146/annurev.genet.37.110801.142526. PMID  15568984.
150. Telonis AG, Loher P, Kirino Y, Rigoutsos I (2014). "Ядерные и митохондриальные тРНК-двойники в геноме человека". Frontiers in Genetics . 5 : 344. doi : 10.3389 /fgene.2014.00344 . PMC 4189335. PMID  25339973. 
151. Shao R, Kirkness EF, Barker SC (май 2009). «Единственная митохондриальная хромосома, типичная для животных, превратилась в 18 минихромосом у человеческой платяной вши Pediculus humanus». Genome Research . 19 (5): 904–912. doi : 10.1101 /gr.083188.108. PMC 2675979. PMID  19336451. 
152. Castro JA, Picornell A, Ramon M (декабрь 1998 г.). «Митохондриальная ДНК: инструмент для популяционных генетических исследований». International Microbiology . 1 (4): 327–332. PMID  10943382.
153. Cann RL, Stoneking M, Wilson AC (январь 1987). «Митохондриальная ДНК и эволюция человека». Nature . 325 (6099): 31–36. Bibcode :1987Natur.325...31C. doi :10.1038/325031a0. PMID  3025745. S2CID  4285418.
154. Torroni A, Achilli A, Macaulay V, Richards M, Bandelt HJ (июнь 2006 г.). «Сбор урожая с дерева мтДНК человека». Trends in Genetics . 22 (6): 339–345. doi :10.1016/j.tig.2006.04.001. PMID  16678300.
155. Garrigan D, Hammer MF (сентябрь 2006 г.). «Реконструкция происхождения человека в геномную эру». Nature Reviews. Genetics . 7 (9): 669–680. doi :10.1038/nrg1941. PMID  16921345. S2CID  176541.
156. Крингс М, Стоун А, Шмитц РВ, Крайницки Х, Стоункинг М, Паабо С (июль 1997 г.). «Последовательности ДНК неандертальцев и происхождение современных людей». Cell . 90 (1): 19–30. doi :10.1016/S0092-8674(00)80310-4. hdl : 11858/00-001M-0000-0025-0960-8 . PMID  9230299. S2CID  13581775.
157. Soares P, Ermini L, Thomson N, Mormina M, Rito T, Röhl A и др. (июнь 2009 г.). «Коррекция очищающего отбора: улучшенные молекулярные часы митохондрий человека». American Journal of Human Genetics . 84 (6): 740–759. doi :10.1016/j.ajhg.2009.05.001. PMC 2694979 . PMID  19500773. 
158. Nachman MW, Crowell SL (сентябрь 2000 г.). «Оценка скорости мутаций на нуклеотид у людей». Genetics . 156 (1): 297–304. doi :10.1093/genetics/156.1.297. PMC 1461236 . PMID  10978293. 
159. Crick FH, Orgel LE (1973). "Directed panspermia" (PDF) . Icarus . 19 (3): 341–346. Bibcode :1973Icar...19..341C. doi :10.1016/0019-1035(73)90110-3. Архивировано (PDF) из оригинала 29 октября 2011 г. . Получено 21 октября 2014 г. . стр. 344: Немного удивительно, что организмы с несколько разными кодами не сосуществуют.Дальнейшее обсуждение Архивировано 3 сентября 2011 г. на Wayback Machine .
160. Barrell BG, Bankier AT, Drouin J (ноябрь 1979). «Другой генетический код в митохондриях человека». Nature . 282 (5735): 189–194. Bibcode :1979Natur.282..189B. doi :10.1038/282189a0. PMID  226894. S2CID  4335828.
161. Elzanowski A, Ostell J (7 января 2019 г.). «Генетические коды». www.ncbi.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 13 мая 2011 г. . Получено 10 февраля 2023 г. .
162. Jukes TH, Osawa S (декабрь 1990 г.). «Генетический код в митохондриях и хлоропластах». Experientia . 46 (11–12): 1117–1126. doi :10.1007/BF01936921. PMID  2253709. S2CID  19264964.
163. Hiesel R, Wissinger B, Schuster W, Brennicke A (декабрь 1989 г.). «Редактирование РНК в митохондриях растений». Science . 246 (4937): 1632–1634. Bibcode :1989Sci...246.1632H. doi :10.1126/science.2480644. PMID  2480644.
164. Абаскал Ф., Посада Д., Найт РД., Зардоя Р. (май 2006 г.). «Параллельная эволюция генетического кода в митохондриальных геномах членистоногих». PLOS Biology . 4 (5): e127. doi : 10.1371/journal.pbio.0040127 . PMC 1440934. PMID  16620150 . 
165. Пфайффер РФ (2012). Болезнь Паркинсона. CRC Press. стр. 583. ISBN 978-1439807149.
166. Seo AY, Joseph AM, Dutta D, Hwang JC, Aris JP, Leeuwenburgh C (август 2010 г.). «Новые взгляды на роль митохондрий в старении: динамика митохондрий и многое другое». Journal of Cell Science . 123 (Pt 15): 2533–2542. doi :10.1242/jcs.070490. PMC 2912461 . PMID  20940129. 
167. Hu GB (август 2014 г.). «Криоэлектронная томография всей клетки предполагает, что митохондрии делятся почкованием». Микроскопия и микроанализ . 20 (4): 1180–1187. Bibcode : 2014MiMic..20.1180H. doi : 10.1017/S1431927614001317. PMID  24870811. S2CID  7440669.
168. McWilliams TG, Suomalainen A (январь 2019). «Митохондриальная ДНК может наследоваться от отцов, а не только от матерей». Nature . 565 (7739): 296–297. Bibcode :2019Natur.565..296M. doi : 10.1038/d41586-019-00093-1 . PMID  30643304.
169. Кимбалл, Дж. В. (2006) «Половое размножение у людей: копуляция и оплодотворение». Архивировано 2 октября 2015 г. в Wayback Machine , страницы биологии Кимбалла (на основе Biology , 6-е изд., 1996 г.)
170. Sutovsky P, Moreno RD, Ramalho-Santos J, Dominko T, Simerly C, Schatten G (ноябрь 1999). «Убиквитиновый тег для митохондрий сперматозоидов». Nature . 402 (6760): 371–372. Bibcode :1999Natur.402..371S. doi :10.1038/46466. PMID  10586873. S2CID  205054671.Обсуждается в разделе «Новости науки». Архивировано 19 декабря 2007 г. на Wayback Machine .
171. Mogensen HL (1996). «Как и почему цитоплазматическая наследственность у семенных растений». American Journal of Botany . 83 (3): 383–404. doi :10.2307/2446172. JSTOR  2446172.
172. Zouros E (декабрь 2000 г.). «Исключительная митохондриальная система ДНК семейства мидий Mytilidae». Гены и генетические системы . 75 (6): 313–318. doi : 10.1266/ggs.75.313 . PMID  11280005.
173. Sutherland B, Stewart D, Kenchington ER, Zouros E (январь 1998 г.). «Судьба отцовской митохондриальной ДНК у развивающихся самок мидий Mytilus edulis: последствия для механизма двойного однородительского наследования митохондриальной ДНК». Genetics . 148 (1): 341–347. doi :10.1093/genetics/148.1.341. PMC 1459795 . PMID  9475744. 
174. Мужские и женские линии митохондриальной ДНК в группе видов Blue Mussel (Mytilus edulis). Архивировано 18 мая 2013 г. на Wayback Machine Дональдом Т. Стюартом, Карлосом Сааведрой, Ребеккой Р. Стэнвуд, Эми О. Болл и Элефтериосом Зоуросом.
175. Johns DR (октябрь 2003 г.). «Отцовская передача митохондриальной ДНК (к счастью) редка». Annals of Neurology . 54 (4): 422–424. doi :10.1002/ana.10771. PMID  14520651. S2CID  90422.
176. Thyagarajan B, Padua RA, Campbell C (ноябрь 1996 г.). «Митохондрии млекопитающих обладают гомологичной активностью рекомбинации ДНК». Журнал биологической химии . 271 (44): 27536–27543. doi : 10.1074/jbc.271.44.27536 . PMID  8910339.
177. Lunt DH, Hyman BC (май 1997). "Рекомбинация митохондриальной ДНК животных". Nature . 387 (6630): 247. Bibcode :1997Natur.387..247L. doi : 10.1038/387247a0 . PMID  9153388. S2CID  4318161.
178. Eyre-Walker A, Smith NH, Smith JM (март 1999). «Насколько клональны человеческие митохондрии?». Труды. Биологические науки . 266 (1418): 477–483. doi :10.1098/rspb.1999.0662. PMC 1689787. PMID  10189711 . 
179. Awadalla P, Eyre-Walker A, Smith JM (декабрь 1999 г.). «Нарушение равновесия сцепления и рекомбинация в митохондриальной ДНК гоминид». Science . 286 (5449): 2524–2525. doi :10.1126/science.286.5449.2524. PMID  10617471. S2CID  27685285.
180. Cree LM, Samuels DC, de Sousa Lopes SC, Rajasimha HK, Wonnapinij P, Mann JR и др. (февраль 2008 г.). «Уменьшение количества молекул митохондриальной ДНК во время эмбриогенеза объясняет быстрое разделение генотипов». Nature Genetics . 40 (2): 249–254. doi :10.1038/ng.2007.63. PMID  18223651. S2CID  205344980.
181. Cao L, Shitara H, Horii T, Nagao Y, Imai H, Abe K и др. (март 2007 г.). «Митохондриальное бутылочное горлышко возникает без снижения содержания мтДНК в женских половых клетках мышей». Nature Genetics . 39 (3): 386–390. doi :10.1038/ng1970. PMID  17293866. S2CID  10686347.
182. Wai T, Teoli D, Shoubridge EA (декабрь 2008 г.). «Генетическое узкое место митохондриальной ДНК возникает из-за репликации субпопуляции геномов». Nature Genetics . 40 (12): 1484–1488. doi :10.1038/ng.258. PMID  19029901. S2CID  225349.
183. Johnston IG, Burgstaller JP, Havlicek V, Kolbe T, Rülicke T, Brem G и др. (июнь 2015 г.). «Стохастическое моделирование, байесовский вывод и новые измерения in vivo проливают свет на обсуждаемый механизм узкого места мтДНК». eLife . 4 : e07464. arXiv : 1512.02988 . doi : 10.7554/eLife.07464 . PMC 4486817 . PMID  26035426. 
184. Gredilla R, Garm C, Stevnsner T (2012). «Репарация ядерной и митохондриальной ДНК в выбранных системах моделей старения эукариот». Окислительная медицина и клеточное долголетие . 2012 : 282438. doi : 10.1155/2012/282438 . PMC 3462412. PMID  23050036 . 
185. Saki M, Prakash A (июнь 2017 г.). «Взаимодействие между ядром и митохондриями, связанное с повреждением ДНК». Free Radical Biology & Medicine . 107 : 216–227. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2016.11.050. PMC 5449269. PMID  27915046 . 
186. Leon J, Sakumi K, Castillo E, Sheng Z, Oka S, Nakabeppu Y (февраль 2016 г.). «Накопление 8-оксогуанина в митохондриальной ДНК вызывает митохондриальную дисфункцию и ухудшает нейритогенез в культивируемых взрослых нейронах коры мыши в окислительных условиях». Scientific Reports . 6 : 22086. Bibcode :2016NatSR...622086L. doi :10.1038/srep22086. PMC 4766534 . PMID  26912170. 
187. Dahal S, Dubey S, Raghavan SC (май 2018 г.). «Гомологичная рекомбинация-опосредованная репарация двухцепочечных разрывов ДНК действует в митохондриях млекопитающих». Cellular and Molecular Life Sciences . 75 (9): 1641–1655. doi :10.1007/s00018-017-2702-y. PMC 11105789 . PMID  29116362. S2CID  4779650. 
188. Одахара М., Иноуэ Т., Фудзита Т., Хасебе М., Секин И. (февраль 2007 г.). «Участие митохондриально-направленного RecA в восстановлении митохондриальной ДНК мха Physcomitrella patens». Гены и генетические системы . 82 (1): 43–51. doi : 10.1266/ggs.82.43 . PMID  17396019.
189. Tadi SK, Sebastian R, Dahal S, Babu RK, Choudhary B, Raghavan SC (январь 2016 г.). «Опосредованное микрогомологией соединение концов является основным медиатором восстановления двухцепочечных разрывов во время повреждений митохондриальной ДНК». Молекулярная биология клетки . 27 (2): 223–235. doi :10.1091/mbc.E15-05-0260. PMC 4713127. PMID  26609070 . 
190. Henriquez FL, Richards TA, Roberts F, McLeod R, Roberts CW (февраль 2005 г.). «Необычный митохондриальный отсек Cryptosporidium parvum». Trends in Parasitology . 21 (2): 68–74. doi :10.1016/j.pt.2004.11.010. PMID  15664529.
191. John U, Lu Y, Wohlrab S, Groth M, Janouškovec J, Kohli GS и др. (апрель 2019 г.). «Аэробный эукариотический паразит с функциональными митохондриями, у которого, вероятно, отсутствует митохондриальный геном». Science Advances . 5 (4): eaav1110. Bibcode :2019SciA....5.1110J. doi :10.1126/sciadv.aav1110. PMC 6482013 . PMID  31032404. 
192. "Настоящая электростанция — даже без ДНК: Паразитические водоросли из рода динофлагеллят организовали свой генетический материал беспрецедентным образом". ScienceDaily . Архивировано из оригинала 24 июня 2019 г. . Получено 8 мая 2019 г. .
193. Zeviani M, Di Donato S (октябрь 2004 г.). «Митохондриальные расстройства». Мозг . 127 (Pt 10): 2153–2172. doi : 10.1093/brain/awh259 . PMID  15358637.
194. Taylor RW, Turnbull DM (май 2005 г.). «Мутации митохондриальной ДНК при заболеваниях человека». Nature Reviews. Genetics . 6 (5): 389–402. doi :10.1038/nrg1606. PMC 1762815. PMID  15861210 . 
195. Goldman A, Khiste S, Freinkman E, Dhawan A, Majumder B, Mondal J и др. (август 2019 г.). «Нацеливание на фенотипическую пластичность опухоли и метаболическое ремоделирование при адаптивной перекрестной лекарственной толерантности». Science Signaling . 12 (595). doi : 10.1126/scisignal.aas8779. PMC 7261372. PMID 31431543  . 
196. Saha T, Dash C, Jayabalan R, Khiste S, Kulkarni A, Kurmi K и др. (январь 2022 г.). «Межклеточные нанотрубки опосредуют митохондриальный транспорт между раковыми и иммунными клетками». Nature Nanotechnology . 17 (1): 98–106. Bibcode :2022NatNa..17...98S. doi :10.1038/s41565-021-01000-4. PMC 10071558 . PMID  34795441. S2CID  244349825. 
197. Chinnery PF, Schon EA (сентябрь 2003 г.). «Митохондрии». Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 74 (9): 1188–1199. doi :10.1136/jnnp.74.9.1188. PMC 1738655. PMID  12933917. 
198. Sherer TB, Betarbet R, Greenamyre JT (июнь 2002 г.). «Окружающая среда, митохондрии и болезнь Паркинсона». The Neuroscientist . 8 (3): 192–197. doi :10.1177/1073858402008003004. PMID  12061498. S2CID  24318009.
199. Gomez C, Bandez MJ, Navarro A (январь 2007 г.). «Пестициды и нарушение митохондриальной функции в связи с паркинсоническим синдромом». Frontiers in Bioscience . 12 : 1079–1093. doi : 10.2741/2128 . PMID  17127363.
200. Lim YA, Rhein V, Baysang G, Meier F, Poljak A, Raftery MJ и др. (апрель 2010 г.). «Abeta и человеческий амилин имеют общий путь токсичности через митохондриальную дисфункцию». Proteomics . 10 (8): 1621–1633. doi :10.1002/pmic.200900651. PMID  20186753. S2CID  33077667.
201. King JV, Liang WG, Scherpelz KP, Schilling AB, Meredith SC, Tang WJ (июль 2014 г.). «Молекулярная основа распознавания и деградации субстрата человеческой пресеквенционной протеазой». Структура . 22 (7): 996–1007. doi :10.1016/j.str.2014.05.003. PMC 4128088. PMID  24931469 . 
202. Schapira AH (июль 2006 г.). «Митохондриальные заболевания». Lancet . 368 (9529): 70–82. doi :10.1016/S0140-6736(06)68970-8. PMID  16815381. S2CID  27039617.
203. Pieczenik SR, Neustadt J (август 2007). «Митохондриальная дисфункция и молекулярные пути заболеваний». Experimental and Molecular Pathology . 83 (1): 84–92. doi :10.1016/j.yexmp.2006.09.008. PMID  17239370.
204. Bugger H, Abel ED (ноябрь 2010 г.). «Митохондрии в диабетическом сердце». Cardiovascular Research . 88 (2): 229–240. doi :10.1093/cvr/cvq239. PMC 2952534. PMID  20639213 . 
205. Podolak A, Woclawek-Potocka I, Lukaszuk K (февраль 2022 г.). «Роль митохондрий в фертильности человека и раннем развитии эмбриона: что мы можем узнать для клинического применения оценки и улучшения митохондриальной ДНК?». Cells . 11 (5): 797. doi : 10.3390/cells11050797 . PMC 8909547 . PMID  35269419. 
206. May-Panloup P, Boguenet M, Hachem HE, Bouet PE, Reynier P (январь 2021 г.). «Эмбрион и его митохондрии». Антиоксиданты . 10 (2): 139. doi : 10.3390 /antiox10020139 . PMC 7908991. PMID  33498182. 
207. Комитет по этическим и социальным политическим соображениям относительно новых методов профилактики материнской передачи заболеваний митохондриальной ДНК; Совет по политике в области здравоохранения; Институт медицины; Национальные академии наук, инженерии и медицины (17 марта 2016 г.), Claiborne A, English R, Kahn J (ред.), «Введение», Mitochondrial Replacement Techniques: Ethical, Social, and Policy Considerations , National Academies Press (США) , получено 5 декабря 2023 г.
208. Richter C, Park JW, Ames BN (сентябрь 1988 г.). «Нормальное окислительное повреждение митохондриальной и ядерной ДНК обширно». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 85 (17): 6465–6467. Bibcode : 1988PNAS...85.6465R. doi : 10.1073 /pnas.85.17.6465 . PMC 281993. PMID  3413108. 
209. Harman D (июль 1956 г.). «Старение: теория, основанная на свободных радикалах и радиационной химии». Журнал геронтологии . 11 (3): 298–300. CiteSeerX 10.1.1.663.3809 . doi :10.1093/geronj/11.3.298. PMID  13332224. 
210. Харман Д. (апрель 1972 г.). «Биологические часы: митохондрии?». Журнал Американского гериатрического общества . 20 (4): 145–147. doi :10.1111/j.1532-5415.1972.tb00787.x. PMID  5016631. S2CID  396830.
211. "Митохондрии и старение". circuitblue.co. Архивировано из оригинала 29 сентября 2017 г. Получено 23 октября 2006 г.
212. Boffoli D, Scacco SC, Vergari R, Solarino G, Santacroce G, Papa S (апрель 1994 г.). «Снижение с возрастом активности дыхательной цепи в скелетных мышцах человека». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Молекулярные основы заболеваний . 1226 (1): 73–82. doi :10.1016/0925-4439(94)90061-2. PMID  8155742.
213. de Grey AD (2004). «Мутационное влияние митохондрий на старение млекопитающих: слишком поспешный поворот?». Rejuvenation Research . 7 (3): 171–174. doi :10.1089/rej.2004.7.171. PMID  15588517.
214. Bender A, Krishnan KJ, Morris CM, Taylor GA, Reeve AK, Perry RH и др. (май 2006 г.). «Высокие уровни делеций митохондриальной ДНК в нейронах черной субстанции при старении и болезни Паркинсона». Nature Genetics . 38 (5): 515–517. doi :10.1038/ng1769. PMID  16604074. S2CID  13956928.
215. Mehta AR, Walters R, Waldron FM, Pal S, Selvaraj BT, Macleod MR и др. (август 2019 г.). «Нацеливание на митохондриальную дисфункцию при боковом амиотрофическом склерозе: систематический обзор и метаанализ». Brain Communications . 1 (1): fcz009. doi : 10.1093/braincomms/fcz009 . PMC 7056361. PMID  32133457. S2CID  201168692. 
216. Mehta AR, Gregory JM, Dando O, Carter RN, Burr K, Nanda J и др. (февраль 2021 г.). «Митохондриальные биоэнергетические дефициты в двигательных нейронах бокового амиотрофического склероза C9orf72 вызывают дисфункциональный аксональный гомеостаз». Acta Neuropathologica . 141 (2): 257–279. doi : 10.1007 /s00401-020-02252-5 . PMC 7847443. PMID  33398403. 
217. Chiang JL, Shukla P, Pagidas K, Ahmed NS, Karri S, Gunn DD и др. (ноябрь 2020 г.). «Митохондрии в старении яичников и репродуктивном долголетии». Ageing Research Reviews . 63 : 101168. doi : 10.1016/j.arr.2020.101168. PMC 9375691. PMID  32896666. S2CID  221472721. 
218. Кёлликер А (1857). «Einige Bemerkungen über die Endigungen der Hautnerven und den Bau der Muskeln» [Некоторые замечания об окончаниях кожных нервов и строении мышц]. Zeitschrift für wissenschaftliche Zoologie (на немецком языке). 8 : 311–325. Архивировано из оригинала 22 июня 2023 года . Проверено 22 июня 2023 г. На стр. 316 Кёлликер описал митохондрии, которые он наблюдал в свежих мышцах лягушки: «… sehr blasse rundliche Körnchen, welche in langen linienförmigen Zügen [...] wenn man einmal auf dieselben aufmerksam geworden ist». (… [они] очень слабые круглые гранулы, которые внедрены в сократительное вещество [мышцы] длинными линейными цепочками. Эти гранулы расположены по всей толщине мышечного волокна, на поверхности и внутри, и [они] настолько многочисленны, что кажутся не маловажным элементом мышечных волокон, как только человек становится настороженным.) Кёлликер сказал (стр. 321), что он обнаружил митохондрии в мышцах других животных. На рисунке 3 таблицы XIV, архивированной 22 июня 2023 года на Wayback Machine , Кёлликер изобразил митохондрии в мышцах лягушки.
219. Ernster L, Schatz G (декабрь 1981 г.). «Митохондрии: исторический обзор». Журнал клеточной биологии . 91 (3 Pt 2): 227s–255s. doi :10.1083/jcb.91.3.227s. PMC 2112799. PMID  7033239 . 
220. Альтманн Р (1890). Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen [Элементарные организмы и их отношения к клеткам] (на немецком языке). Лейпциг, Германия: Veit & Co. 125. Архивировано из оригинала 23 июня 2023 года . Проверено 23 июня 2023 г. From p. 125: "Da auch sonst mancherlei Umstände dafür sprechen, dass Mikroorganismen und Granula einander gleichwerthig sind und Elementarorganismen vorstellen, welche sich überall finden, wo lebendige Kräfte ausgelöst werden, so wollen wir sie mit dem gemeinschaftlichen Namen der Bioblasten bezeichnen." (Since otherwise some circumstances indicate that microorganisms and granula are equivalent to each other and suggest elementary organisms, which are to be found wherever living forces are unleashed, we will designate them with the collective name of "bioblasts".)
221. "mitochondria". Online Etymology Dictionary. Archived from the original on March 4, 2016. Retrieved May 23, 2013.
222. Benda C (1898). "Ueber die Spermatogenese der Vertebraten und höherer Evertebraten. II. Theil: Die Histiogenese der Spermien" [On spermatogenesis in vertebrates and higher invertebrates. Part II: The histogenesis of sperm.]. Archiv für Physiologie (in German). 1898: 393–398. Archived from the original on February 24, 2019. Retrieved January 14, 2018. From p. 397: After Brenda states that " ... ich bereits in vielen Zellarten aller möglichen Thierclassen gefunden habe, ... " ( ... I have already found [them (mitochondria)] in many types of cells of all possible classes of animals, ... ), he suggests: "Ich möchte vorläufig vorschlagen, ihnen als Mitochondria eine besondere Stellung vorzubehalten, die ich in weiteren Arbeiten begründen werde." (I would like to suggest provisionally reserving for them, as "mitochondria", a special status which I will justify in further work.)
     • Benda C (1899). "Weitere Mitteilungen über die Mitochondria" [Further reports on mitochondria]. Archiv für Physiologie: Verhandlungen der Berliner Physiologischen Gesellschaft (in German). 1899: 376–383. Archived from the original on June 23, 2023. Retrieved June 23, 2023.
223. Michaelis L (1900). "Die vitale Farbung, eine Darstellungsmethode der Zellgranula" [The vital stain: a method of imaging cell granules]. Archiv für Mikroskopische Anatomie und Entwicklungsgeschichte [Archive for Microscopic Anatomy and Ontogenesis] (in German). 55: 558–575. doi:10.1007/BF02977747. S2CID 85010030. Archived from the original on June 23, 2023. Retrieved June 23, 2023.
224. Ernster's citation Meves F (May 1908). "Die Chondriosomen als Träger erblicher Anlagen. Cytologische Studien am Hühnerembryo". Archiv für Mikroskopische Anatomie. 72 (1): 816–867. doi:10.1007/BF02982402. S2CID 85047330. Archived from the original on January 9, 2020. Retrieved June 24, 2019. is wrong, correct citation is Meves F (1904). "Über das Vorkommen von Mitochondrien bezw. Chondromiten in Pflanzenzellen". Ber. Dtsch. Bot. Ges. 22: 284–286. doi:10.1111/j.1438-8677.1904.tb05237.x. S2CID 257822147., cited in Meves' 1908 paper and in Schmidt EW (1913). "Pflanzliche Mitochondrien". Progressus Rei Botanicae. 4: 164–183. Retrieved September 21, 2012., with confirmation of Nymphaea alba
225. Kingsbury BF (1912). "Cytoplasmic fixation". The Anatomical Record. 6 (2): 39–52. doi:10.1002/ar.1090060202. S2CID 221400422. Archived from the original on June 23, 2023. Retrieved June 23, 2023. From p. 47: " ... the mitochondria are the structural expression thereof [i.e., of the chemical reducing processes in the cytoplasm], ... "
226. Warburg O (1913). "Über sauerstoffatmende Körnchen aus Leberzellen und über Sauerstoffatmung in Berkefeld-Filtraten wässriger Leberextrake" [On respiring granules from liver cells and on respiration in Berkefeld filtrates of aqueous liver extracts]. Pflügers Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere (Pfluger's Archive for All Physiology of Humans and Animals) (in German). 154: 599–617. Archived from the original on June 23, 2023. Retrieved June 23, 2023.
227. Milane L, Trivedi M, Singh A, Talekar M, Amiji M (June 2015). "Mitochondrial biology, targets, and drug delivery". Journal of Controlled Release. 207: 40–58. doi:10.1016/j.jconrel.2015.03.036. PMID 25841699.
228. Martin WF, Garg S, Zimorski V (September 2015). "Endosymbiotic theories for eukaryote origin". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 370 (1678): 20140330. doi:10.1098/rstb.2014.0330. PMC 4571569. PMID 26323761.

General

•  This article incorporates public domain material from Science Primer. NCBI. Archived from the original on December 8, 2009.

External links

• Lane N (2016). The Vital Question: Energy, Evolution, and the Origins of Complex Life. WW Norton & Company. ISBN 978-0393352979.
• Powering the Cell Mitochondria Archived August 17, 2022, at the Wayback Machine – XVIVO Scientific Animation
• Mitodb.com Archived July 3, 2013, at the Wayback Machine – The mitochondrial disease database.
• Mitochondria Atlas Archived June 29, 2012, at the Wayback Machine at University of Mainz
• Mitochondria Research Portal at mitochondrial.net
• Mitochondria: Architecture dictates function at cytochemistry.net
• Mitochondria links at University of Alabama
• MIP Archived May 23, 2016, at the Portuguese Web Archive Mitochondrial Physiology Society
• 3D structures of proteins from inner mitochondrial membrane Archived September 13, 2011, at the Wayback Machine at University of Michigan
• 3D structures of proteins associated with outer mitochondrial membrane Archived September 13, 2011, at the Wayback Machine at University of Michigan
• Mitochondrial Protein Partnership at University of Wisconsin
• MitoMiner – A mitochondrial proteomics database^{[permanent dead link]} at MRC Mitochondrial Biology Unit
• Mitochondrion – Cell Centered Database Archived October 7, 2011, at the Wayback Machine
• Mitochondrion Reconstructed by Electron Tomography Archived November 14, 2012, at the Wayback Machine at San Diego State University
• Video Clip of Rat-liver Mitochondrion from Cryo-electron Tomography