Ανακάλυψη των μιτοχονδρίων

Συνήθως ονομαζόμενο η μονάδα παραγωγής ενέργειας του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ενέργειας που προέρχεται από τη διάσπαση των υδατανθράκων και των λιπαρών οξέων. Αν και δομές που μπορεί να ήταν μιτοχόνδρια θα μπορούσαν να έχουν παρατηρηθεί από τη δεκαετία του 1850, δεν ήταν μέχρι που ο φακός εμβάπτισης λαδιού έγινε διαθέσιμος για μικροσκόπια το 1870 και νέες τεχνικές χρώσης ιστών αναπτύχθηκαν προς το τέλος του 1800 που οι επιστήμονες μπορούσαν να δουν τα μιτοχόνδρια μέσα κύτταρα.

Γύρω στο 1890, ένας Γερμανός επιστήμονας με το όνομα Richard Altmann ανέπτυξε έναν καλύτερο τρόπο συντήρησης ή στερέωσης ιστών που προορίζονται για εξέταση κάτω από το μικροσκόπιο. Χρησιμοποίησε επίσης ένα νέο λεκέ ιστού οξέος-φουξίνης για την προετοιμασία των διαφανειών. Στη συνέχεια μπορούσε να δει νήματα που έμοιαζαν με κορδόνια σε σχεδόν όλα τα κύτταρα που εξέτασε. Αποκάλεσε αυτές τις δομές "βιολογικές εκρήξεις". Ο Altmann πρότεινε ότι οι κόκκοι ήταν βασικές ζώντες μονάδες εντός κυττάρων που ήταν υπεύθυνα για μεταβολικές διεργασίες.

Το 1898, ο Carl Benda, ένας άλλος Γερμανός επιστήμονας, δημοσίευσε τα αποτελέσματα από τη χρήση ενός διαφορετικού χρώματος, κρυσταλλικής βιολέτας, για τη μελέτη κυττάρων κάτω από το μικροσκόπιο. Διερεύνησε τις βιολογικές εκρήξεις του Richard Altmann και είδε δομές που μερικές φορές έμοιαζαν με κλωστές και άλλες φορές έμοιαζαν με κόκκους. Έφτιαξε τον όρο «μιτοχόνδριο» για αυτούς, από τις ελληνικές λέξεις «μιτώ», που σημαίνει «νήμα» και «χόνδρο», που σημαίνει «κόκκος», με τον πληθυντικό να είναι «μιτοχόνδρια». Το 1900, Ο Λεονόρ Μιχαήλ δημοσίευσε τα ευρήματά του ότι η βαφή Janus Green βάφτηκε μιτοχόνδρια σε ζωντανά κύτταρα, αποδεικνύοντας ότι ήταν αληθινά και όχι αντικείμενα που παράγονται από την προετοιμασία τεχνικές.

Ακριβώς στην αρχή, ο Altmann πρότεινε ότι οι βιοβλάστες ήταν συμβιβασμοί. Τους πίστευε ότι ήταν ικανοί για βασικές μεταβολικές διεργασίες και τους θεώρησε ισοδύναμους με ανεξάρτητα υπάρχοντες μικροοργανισμούς. Αυτή η θεωρία απορρίφθηκε και ξεχάστηκε μέχρι το έργο του Αμερικανού επιστήμονα Lynn Margulis στη δεκαετία του 1960. Πρότεινε ότι τα μιτοχόνδρια προέρχονταν από ανεξάρτητα ζώντα βακτήρια που κατακλύστηκαν από άλλο κύτταρο, μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκύτωση. Αυτά τα βακτήρια προσαρμόζονται στο να ζουν ως ενδοσυμπιόντα εντός των κυττάρων ξενιστών. Είναι πιθανό ότι η προτεινόμενη συμβιωτική σχέση αναπτύχθηκε πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Ακριβώς από τις αρχές της δεκαετίας του 1900, η ​​κατανόηση των μιτοχονδρίων έχει αυξηθεί πάρα πολύ χάρη στις βιοχημικές και γενετικές έρευνες και την απεικόνιση μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. Τα μιτοχόνδρια είναι κυτταρικά οργανίδια με διπλή μεμβράνη που έχουν το δικό τους DNA, που ονομάζεται mDNA ή mtDNA. Κάθε κύτταρο περιέχει εκατοντάδες έως χιλιάδες μιτοχόνδρια. Συνθέτουν τριφωσφορική αδενοσίνη, το κύριο μόριο που μεταφέρει την ενέργεια του σώματος και είναι σημαντικό στην κυτταρική αναπνοή, στην εσωτερική μεμβράνη. Τα μιτοχόνδρια λειτουργούν επίσης στη ρύθμιση του κυτταρικού θανάτου ή της απόπτωσης και στην παραγωγή χοληστερόλης και αίμης, του συστατικού της αιμοσφαιρίνης που δεσμεύει το οξυγόνο στα κύτταρα του αίματος.