Биологическая роль митохондрий.

На протяжении ста с лишним лет, т. е. со времени первых работ Кёлликера (1850), наблюдавшего гра­нулы в саркоплазме поперечнополосатых мышц, велись кропотливые морфологические исследования, которые постепенно подготавливали почву для всестороннего изучения природы митохондрий. Но только в 1949 г. Кеннеди и Ленинджер установили, что в митохондриях протекает цикл окислительного фосфорилирования, т.е. что митохондрий служат местом генерирования энергии. С этого момента начинается новая эра в изучении мито­хондрий — эра, в которой блистательные открытия сле­дуют одно за другим. В короткий срок были открыты осмотическая, сократительная, регуляторная и генети­ческая функции митохондрий и найдены многие из тех молекулярных структур, которые служат первичным субстратом 'этих функций. Было показано также, что митохондрий обеспечивают интеграцию многочисленных процессов клеточного обмена. Эти исследования еще не, завершены, но они могут служить примером плодотвор­ности нового подхода к изучению живого, того подхода, который отличает молекулярную биологию.

В развитии молекулярной биологии за последнее время наметился новый этап. До сих пор это были ис­следования главным образом, на уровне однородных молекул белков и нуклеиновых кислот, исследования, по­священные их структуре, функции и биосинтезу. Теперь же исследователь не довольствуется этим и переходит к изучению специфически организованных надмолекулярных комплексов, каковыми являются клеточные органеллы. Некоторые функции этих органелл также мо­гут быть истолкованы на уровне индивидуальных моле­кул, например молекул отдельных ферментов. Но глав­ная особенность клеточных органелл — это интеграция ферментативных процессов. Так, благодаря наличию в составе митохондрий различных белков, липидов, ну­клеиновых кислот и углеводов, соединению их между собой и упорядоченному размещению в пространстве в виде трехслойных мембран эти образования приобре­тают свойства, которые исчезают при их расчленении на отдельные молекулы. Свойства эти: векторный характер действия митохондриальных ферментов (в отличие от скалярного, т. е. не зависящего от направления, дей­ствия растворимых ферментов), способность к непосред­ственному преобразованию энергии окисления в осмоти­ческую и механическую энергию, способность к авто­номному синтезу белков и т. д. Каждое из этих свойств определяется не простой суммой реакций, катализируе­мых отдельными ферментами, а обусловлено взаимо­действием точно ориентированных ферментных и нефер­ментных макромолекул. Само собой разумеется, что глубокое исследование и познание природы клеточных органелл возможно лишь путем расчленения их на от­дельные молекулы с последующей реконструкцией.