Динамика митохондрий в живых клетках: изменения формы, перемещение, слияние и деление митохондрий

Митохондрии — полуавтономные органеллы, способные изменять форму (например, удлиняться, укорачиваться, ветвиться, изгибаться и набухать) и перемещаться внутри живой клетки. Кроме того, они могут сливаться и делиться. В статье обсуждается динамика этих процессов. Перемещение митохондрий может быть обусловлено их взаимодействием с элементами цитоскелета, особенно с микротрубочками, а также процессами, происходящими внутри самих митохондрий. Морфологические критерии и различия в дальнейшей судьбе некоторых митохондрий позволяют предположить наличие в отдельных клетках животных более чем одной популяции митохондрий. Остаётся неясным, отражают ли эти различия генетическую неоднородность. Особое внимание уделено методам визуализации митохондрий в клетках и наблюдения за их поведением. Флуоресцентные методы предоставляют уникальные возможности благодаря высокой разрешающей способности; кроме того, некоторые специфичные для митохондрий флуорохромы позволяют выявлять мембранный потенциал. Слияние и деление часто происходят через короткие промежутки времени в одной и той же группе митохондрий. В местах слияния двух митохондрий, по-видимому, накапливаются материал внутренней мембраны и матриксный компартмент. Исходное взаимное расположение слившихся митохондрий сохраняется в течение нескольких минут. Деление представляет собой динамический процесс, который, подобно слиянию, в большинстве случаев, наблюдавшихся в культурах клеток позвоночных, происходит не сразу, а требует нескольких «попыток», прежде чем деление завершится. В статье приведены ранее не публиковавшиеся фазово-контрастные и электронные микрофотографии, иллюстрирующие слияние и деление митохондрий.