Ty thể đóng vai trò quan trọng và thiết yếu trong cơ thể của con người. Tuy nhiên chúng lại ít được biết đến bởi đại đa số mọi người. Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn ty thể và những vai trò của chúng trong sức khoẻ cũng như các bệnh thường gặp ảnh hưởng trực tiếp từ tế bào này trong cơ thể con người.
Ty thể là gì?
Cấu tạo của ty thể
- Ty thể trong y học được coi như những nhà máy điện của tế bào trong cơ thể. Chúng giúp biến đổi năng lượng chúng ta lấy trong thức ăn chuyển hoá thành nguồn năng lượng mà tế báo có thể sử dụng. Bên cạnh chức năng chính là sản xuất năng lượng, ty thể còn có nhiều vai trò quan trọng hơn nữa cho cơ thể.
- Ty thể có trong hầu hết các tế bào của con người, đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự sống còn của mỗi chúng ta. Tạo ra phần lớn adenosine triphosphate (ATP) mang đến năng lượng cho các tế bào sống.
Cấu trúc của ty thể
Cấu trúc bên trong ty thể
- Ty thể có kích thước rất nhỏ, thường là từ 0,75 – 3 micromet. Không thể nhìn thấy dưới kính hiển vi trừ khi chúng được nhuộm màu.
- Khác với các cơ quan tế bào khác, chúng gồm 2 màng gồm 1 lớp bên trong và bên ngoài với các chức năng khác nhau.
- Trong cấu trúc ty thể được chia thành các ngăn và khu vực khác nhau, mỗi khu vực đều thể hiện một vai trò riêng biệt. Trong đó:
- Màng ngoài: Các phần tử nhỏ có thể tự do đi qua màng ngoài, phần này bao gồm các protein được gọi là porins, tạo thành các kênh cho phép protein đi qua. Bên cạnh đó là một số enzyme với nhiều chức năng khác nhau.
- Không gian liên màng: Khu vực giữa màng trong và màng ngoài.
- Màng trong: Chứa các protein và có một số vai trò khác với màng ngoài. Bởi vì không có porin bên trong nên hầu hết các phần tử đều không thấm nước. Các phần tử chỉ có thể đi qua màng trong các vận chuyển đặc biệt. Đây là nơi tạo ra hầu hết ATP trong ty thể.
- Criate: Đây là nếp gấp của màng bên trong, giúp tăng diện tích của màng và không gian có sẵn cho các phản ứng xảy ra.
- Ma trận: Đây là không gian bên trong của màng trong, chứa hàng trăm enzyme, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ATP.
- Trong cơ thể người, mỗi tế bào khác nhau sẽ có số lượng ty thể khác nhau. Ví dụ trong cơ thể người trưởng thành các tế bào hồng cầu không chứa ty thể. Trong khi đó ở tế bào gan lại chứa đến hơn 2000 ty thể. Những tế bào nào có nhu cầu năng lượng cao thì sẽ càng có số lượng ty thể lớn. Theo nghiên cứu khoa học khoảng 40% tế bào chất trong tim được đưa lên bởi ty thể.
Vai trò của ty thể
Vai trò của ty thể
- Tuy vai trò chính của ty thể là sản xuất năng lượng nhưng trong thực tế chỉ có 3% gen cần thiết để tạo ra ty thể. Còn lại được dùng để thực hiện các chức năng khác như:
- Xoá bỏ tế bào chết: Sự chết tế bào hay còn gọi là apoptosi là việc xảy ra hàng ngày trong cơ thể con người. Khi các tế bào trở lên cũ hoặc bị hư hỏng, ty thể sẽ giải phóng cytochrom C, kích hoạt caspase, một trong những enzyme chủ yếu liên quan đến việc phá huỷ tế bào.
- Lưu trữ canxi: Canxi đóng vai trò quan trọng đối với một số quá trình của tế bào như giải phóng canxi trở lại tế bào để bắt đầu giải phóng chất dẫn truyền thần kinh hoặc hormone từ tế bào nội tiết. Bởi vì canxi rất quan trọng nên các tế bào điều chỉnh nó rất chặt chẽ và ty thể đóng góp một phần quan trọng bằng cách hấp thụ nhanh chóng các ion canxi và giữ chúng cho đến khi cần thiết để sử dụng.
- Giữ ấm cho cơ thể: Khi chúng ta lạnh, cơ thể tự rùng mình để giữ ấm. Nhưng cơ thể cũng tạo ra nhiệt theo cách khác đó là sử dụng một mô mỡ gọi là mỡ nâu. Loại mô mỡ này được tìm thấy nhiều trong cơ thể của trẻ sơ sinh khi chúng ta dễ bị cảm lạnh và giảm dần khi chúng ta già đi.
Các bệnh liên quan đến ty thể
- DNA trong ty thể dễ bị tổn thương hơn nhiều so với phần còn lại của bộ gen do quá trình tổng hợp ATP của ty thể. Đồng thời trong quá trình hoạt động thiếu đi các cơ chế bảo vệ tương tự như trong tế bào thông thường,
- Khi ty thể ngừng hoạt động, tế bào của chúng thiếu đi năng lượng. Vì vậy, tuỳ thuộc vào loại tế bào mà các triệu chứng có thể rất khác nhau. Theo nguyên tắc chung, các tế bào cần năng lượng lớn nhất như tim và hệ thần kinh bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi ty thể lỗi.
- Các triệu chứng thường gặp như mất sự phối hợp giữa các cơ và thiếu cơ, vấn đề về thị lực và thị giác, bệnh tim gan hoặc thận, các vấn đề về dạ dày và ruột, các vấn đề về thần kinh bao gồm cả chứng mất trí nhớ. Các bệnh liên quan đến ty thể gồm có Parkinson, Alzheimer, tâm thần phân liệt, mệt mỏi mãn tính, Huntington, tiểu đường, tự kỷ…
Hiện nay, theo nghiên cứu của các nhà khoa học người Mỹ, việc tăng cường chạy bộ và đi bộ đường dài là cách hữu hiệu để tăng cường chất lượng và sức mạnh của ty thể. Có tác dụng tốt để thay đổi sức khoẻ của người bị tiểu đường hay béo phì. Do đó bạn nên thường xuyên giữ cho cơ thể mình vận động thường xuyên để bảo vệ sức khoẻ của mình cũng như các tế bào trong cơ thể một cách tốt nhất.
Câu hỏi: So sánh ti thể và lục lạp?
Lời giải:
Cácsự khác biệt chínhgiữa ti thể và lục lạp làti thể là bào quan tế bào có màng bao bọc tạo ra năng lượng trong tế bào nhân thực, còn lục lạp là một loại bào quan của tế bào nhân thực thực hiện quá trình quang hợp ở thực vật và tảo.
Giống nhau
+ Đều là các bào quan có trong tế bào nhân thực.
+ Đều có màng kép gồm 2 lớp màng (màng ngoài và màng trong).
+ Ribôxôm 70S, ADN trần dạng vòng, nhân đôi độc lập với ADN NST.
+ Đều có phức hệ ATP-sintetaza nên tổng hợp được ATP, có vai trò cung cấp năng lượng cho hoạt động sống của tế bào.
+ Đều có nguồn gốc từ tế bào nhân sơ.
Khác nhau:
- Ti thể:hình cầu hoặc sợi, không có sắc tố, màng trong ăn sâu tạo mào, có trong tế bào nhân thực, chất nền chứa các enzim hô hấp. Chức năng tham gia hô hấp nội bào, phân giải glucôzơ.
+ Số lượng ti thể ở các loại tế bào là khác nhau
+ Phụ thuộc vào cường độ hoạt động của tế bào.
- Lục lạp:Hình bầu dục, có sắc tố, màng trong trơn nhẵn, chỉ có ở tế bào thực vật. Chất nền chứa khối cơ chất không màu, chứa enzim xúc tác cho pha tối của quang hợp. Chức năng Tham gia vào quá trình quang hợp, tổng hợp glucôzơ.
+ Số lượng lục lạp trong mỗi tế bào không giống nhau. Phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng của môi trường sống và loài.
Dưới đây Top lời giải xin mời các em đi tìm hiểu chi tiết về ti thể và lục lạp nhé.
I. Ti thể
1. Ti thể là gì?
Ti thể là bào quan lớn, có màng bao bọc, hình ống có trong tất cả các loại tế bào nhân thực, tự phân chia một cách độc lập với tế bào chủ.
2. Cấu trúc của ty thể
Cấu trúc bên trong ty thể- Ty thể có kích thước rất nhỏ, thường là từ 0,75 – 3 micromet. Không thể nhìn thấy dưới kính hiển vi trừ khi chúng được nhuộm màu.
-Khác với các cơ quan tế bào khác, chúng gồm 2 màng gồm 1 lớp bên trong và bên ngoài với các chức năng khác nhau.
-Trong cấu trúc ty thể được chia thành các ngăn và khu vực khác nhau, mỗi khu vực đều thể hiện một vai trò riêng biệt. Trong đó:
-Màng ngoài: Các phần tử nhỏ có thể tự do đi qua màng ngoài, phần này bao gồm các protein được gọi là porins, tạo thành các kênh cho phép protein đi qua. Bên cạnh đó là một số enzyme với nhiều chức năng khác nhau.
-Không gian liên màng: Khu vực giữa màng trong và màng ngoài.
-Màng trong: Chứa các protein và có một số vai trò khác với màng ngoài. Bởi vì không có porin bên trong nên hầu hết các phần tử đều không thấm nước. Các phần tử chỉ có thể đi qua màng trong các vận chuyển đặc biệt. Đây là nơi tạo ra hầu hết ATP trong ty thể.
-Criate: Đây là nếp gấp của màng bên trong, giúp tăng diện tích của màng và không gian có sẵn cho các phản ứng xảy ra.
-Ma trận: Đây là không gian bên trong của màng trong, chứa hàng trăm enzyme, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ATP.
-Trong cơ thể người, mỗi tế bào khác nhau sẽ có số lượng ty thể khác nhau. Ví dụ trong cơ thể người trưởng thành các tế bào hồng cầu không chứa ty thể. Trong khi đó ở tế bào gan lại chứa đến hơn 2000 ty thể. Những tế bào nào có nhu cầu năng lượng cao thì sẽ càng có số lượng ty thể lớn. Theo nghiên cứu khoa học khoảng 40% tế bào chất trong tim được đưa lên bởi ty thể.
3. Vai trò của ty thể
Vai trò của ty thể-Tuy vai trò chính của ty thể là sản xuất năng lượng nhưng trong thực tế chỉ có 3% gen cần thiết để tạo ra ty thể. Còn lại được dùng để thực hiện các chức năng khác như:
-Xoá bỏ tế bào chết: Sự chết tế bào hay còn gọi là apoptosi là việc xảy ra hàng ngày trong cơ thể con người. Khi các tế bào trở lên cũ hoặc bị hư hỏng, ty thể sẽ giải phóng cytochrom C, kích hoạt caspase, một trong những enzyme chủ yếu liên quan đến việc phá huỷ tế bào.
-Lưu trữ canxi: Canxi đóng vai trò quan trọng đối với một số quá trình của tế bào như giải phóng canxi trở lại tế bào để bắt đầu giải phóng chất dẫn truyền thần kinh hoặc hormone từ tế bào nội tiết. Bởi vì canxi rất quan trọng nên các tế bào điều chỉnh nó rất chặt chẽ và ty thể đóng góp một phần quan trọng bằng cách hấp thụ nhanh chóng các ion canxi và giữ chúng cho đến khi cần thiết để sử dụng.
-Giữ ấm cho cơ thể: Khi chúng ta lạnh, cơ thể tự rùng mình để giữ ấm. Nhưng cơ thể cũng tạo ra nhiệt theo cách khác đó là sử dụng một mô mỡ gọi là mỡ nâu. Loại mô mỡ này được tìm thấy nhiều trong cơ thể của trẻ sơ sinh khi chúng ta dễ bị cảm lạnh và giảm dần khi chúng ta già đi.
II. Lục lạp
1. Lục lạp là gì?
Lục lạp là bào quan lớn có màng bao bọc chỉ có ở tế bào nhân thực thực hiện quá trình quang hợp, chẳng hạn như tế bào thực vật và tảo lục. Như tên gọi của nó, lục lạp có chứa một sắc tố quang hợp được gọi là diệp lục. Do sự hiện diện của sắc tố này, lục lạp có thể tận dụng ánh sáng để tổng hợp ATP và đường. Như vậy, các sinh vật có lục lạp có thể tự sản xuất thức ăn.
2. Cấu tạo hình thái
Lục lạp cũng có cấu trúc màng hai lớp
Màng ngoài rất dễ thấm, màng trong rất ít thấm, giữa màng ngoài và màng trong có một khoang giữa màng. Màng trong bao bọc một vùng không có màu xanh lục được gọi là stroma tương tự như chất nền matrix củaty thể. Stroma chứa các enzyme, các ribosome, ARN và ADN.
Khác vớity thểmàng trong của lục lạp không xếp lại thành crista và không chứa chuỗi chuyền điện tử. Ngược lại, hệ thống quang hợp hấp thuánh sáng, chuỗi chuyền điện tử và ATP synthetase, tất cả đều được chứa trong màng thứ 3 tách biệt. Màng này hình thành một tập hợp các túi dẹt hình đĩa gọi là thylakoid (bản mỏng). Màng của thylakoid tạo nên một khoảng trong thylakoid (thylakoid interspace) tách biệt với stroma.
Các thylakoid có xu hướng xếp chồng lên nhau tạo thành phức hợp gọi làgrana. Diệp lục tố (chlorophylle) nằm trên màng thylakoid nên grana có màu lục.
3. Chức năng
- Lục lạp thực hiện quá trình quang hợp. Đây là nơi chứa cácchất diệp lụccó khả năng hấp thụ năng lượng từánh sáng mặt trờichuyển hóa và lưu giữ năng lượng đó trong các phân tử cao năng là ATP và NADPH, đồng thời giải phóng khíoxytừ nước.
- Sau đó, lục lạp sử dụng năng lượng từ ATP và NADPH để tạo nên cácphân tửhữu cơ từ cacbon dioxit (CO2) theo một quá trình gọi làchu trình Calvin
- Ngoài ra, lục lạp còn thực hiện một số chức năng khác, gồm có tổng hợp axit béo, nhiều loại amino axit, và các phản ứng miễn dịch ởthực vật
- Số lượng lục lạp trong mỗitế bàothay đổi đa dạng từ một trongtảo đơn bàođến tận 100 trongthực vậtví dụ như cải Arabidopsis và lúa mì.