„Co je život?“
Na první pohled se to může zdát jako filozofická otázka, ale ve skutečnosti je to otázka, kterou mnoho vědců stále zkoumá, aniž by našli odpověď. Je zcela běžnou pravdou, že všechny živé věci mají život. Ale definovat tento život jedním slovem není tak jednoduché. Mnoho učenců se pokoušelo definovat život, ale nikdo nebyl schopen vytvořit úplnou teorii. Současná definice života je však zobecněním společných charakteristik života.
Živé organismy mají následující vlastnosti. Patří mezi ně homeostáze, organická tkáň, vývoj a růst, reakce na podněty, reprodukce a metabolismus. Přestože všechny tyto charakteristiky jsou hlavními faktory, které určují život, pokud bychom měli jmenovat základ, nemůžeme opomenout metabolismus.
Metabolismus označuje všechny hmotné změny, ke kterým dochází v živém organismu, včetně rozkladu nebo syntézy látek, a primárním účelem této činnosti je získání energie potřebné k udržení života. Žádný živý organismus nemůže přežít bez energie. Jinými slovy, žádný život nemůže být nezávislý na energii a energie je základním prvkem, který udržuje živé organismy při životě, a lze ji považovat za základ života. Takže kde a jak živé organismy získávají svou energii?
Pokud byste si měli vybrat orgán, který je pro lidský život klíčový, všichni by si vybrali srdce. Z lékařského hlediska je přerušení tlukotu srdce považováno za stav ztráty života neboli smrt. Jak může srdce po celý život člověka bít, aniž by se na okamžik zastavilo? Co dává srdci život?
To úzce souvisí s mitochondriemi, energetickými továrnami našeho těla. Mitochondrie jsou jen jednou z drobných organel uvnitř buněk, ale jsou zodpovědné za produkci energie prostřednictvím buněčného dýchání 1. Mitochondrie se nacházejí téměř ve všech eukaryotických buňkách2, a v případě člověka tvoří asi 10 procent jeho tělesné hmotnosti. Mitochondrie jsou rozmístěny po celé buňce, aby efektivně dodávaly energii, kterou buňka potřebuje. Na rozdíl od jiných orgánů v těle jsou nejvíce koncentrované v mozku, srdci, játrech a svalech, které vyžadují intenzivní činnost a dýchání.
- Buněčné dýchání: Proces, kterým buňky získávají kyslík a oxidují organickou hmotu za účelem získání energie a také se nazývá vnitřní dýchání.
- Eukaryotická buňka: Buňka s jádrem obklopeným jadernou membránou. Uvnitř buňky se nacházejí organely, jako jsou mitochondrie a endoplazmatické retikulum.
Mitochondrie využívají kyslík dodávaný dýcháním k produkci ATP (adenosintrifosfátu), energetické látky. ATP lze metaforicky považovat za druh energetické měny. ATP má ke každé molekule připojen tři fosfátové skupiny a pokaždé, když se jedna z těchto fosfátových skupin oddělí, uvolní se určité množství energie, kterou buňky využívají. Jinými slovy, naše lidské tělo využívá ATP produkované v mitochondriích k získání energie pro udržení života. Protože téměř všechny tělesné orgány jsou závislé na energii produkované mitochondriemi, může pokles nebo abnormální funkce mitochondrií způsobit různá onemocnění, které známe. Proto vědci v poslední době intenzivně zkoumají mitochondrie v souvislosti se stárnutím a nemocemi a snaží se zjistit, jak udržet mitochondrie co nejdéle zdravé.
Mitochondrie, které jsou pro náš život nezbytné, mají jedinečné vlastnosti. Je to právě skutečnost, že mitochondrie v našich buňkách jsou všechny zděděny od matek. Tomu se říká mateřská dědičnost a je v kontrastu s otcovskou dědičností, u které se říká, že „chromozom Y se dědí po otci“.
Mitochondriální geny mají tu vlastnost, že existují nezávisle, na rozdíl od většiny buněčných genů. Zatímco většina genů buněk jsou hustě uspořádány v prostoru zvaném jádro, mitochondriální geny existují v nezávislém prostoru uvnitř mitochondrií, nikoli v jádře. Jak již bylo zmíněno, mitochondrie existují téměř ve všech buňkách, takže když se buňka dělí, dělí se nejen jádro, ale také mitochondrie, které vstupují do každé buňky.
Tento princip není výjimkou, ani když se dělí spermie a vajíčka, což jsou reprodukční buňky. Mitochondrie se nachází jak ve spermiích pocházejících od otce, tak i ve vajíčku pocházejícím od matky. Když však spermie oplodní vajíčko, ocas spermie je odříznut, což zabrání mitochondriím spermie ve vstupu do vajíčka. Je to proto, že většina mitochondrií spermií je soustředěna v jejich ocasu. I když se část z nich dostane do vajíčka, ve vajíčku se rozloží a zmizí. V důsledku toho se DNA v jádře oplodněného vajíčka dědí z poloviny od otce a z poloviny od matky, ale na dítě se předává pouze mitochondriální DNA, která je obsaženo ve vajíčku, tedy od matky.
Tato mateřská dědičnost mitochondrií z nich činí také užitečný nástroj v biotechnologiích. I když je v buňce pouze jedno jádro, mitochondriální DNA obsahuje tolik identických genů, kolik je mitochondrií. Jinými slovy, v jedné buňce je tisíce stejných mitochondriálních DNA a toto DNA pravděpodobně zůstane po dlouhou dobu nepoškozené, protože je tak malé. Pokud je obtížné analyzovat jadernou DNA, jako to je v případě starých kostí, může být totožnost ověřena pomocí mitochondriální DNA. Zejména proto, že se dědí pouze po matce, používá se hlavně k ověření, zda je mateřská linie stejná. Ve skutečnosti se říká, že mitochondriální genetické testování bylo použito k identifikaci ostatků obětí teroristických útoků z 11. září ve Spojených státech.
Zdrojem energie pro oplodněné vajíčko, které je výchozím bodem života, aby rozkvetlo a vytvořilo ruce a nohy dítěte, jsou mitochondrie zanechané matkou. Mateřská láska je vtištěna do každé části našeho těla a vytváří energii života.
Přesný původ a důvod, proč je mitochondriální dědičnost možná pouze po matce, stále není znám. I dnes dýcháme a žijeme díky mitochondriím, dědictví životní energie, kterou můžeme přijímat pouze od matky.
- Reference
- Redakční oddělení Newton, Mitochondrie, nejdůležitější orgán v buňkách, jsou hlavním aktuálním předmětem zájmu, Newton, prosinec 2012
- Masato Hiki, Mitochondria Perennial Youth Method (v japonštině, ミトコンドリア不老術), Gentosha Media Consulting, 2009
