Митахондрия – мемраналы оргоноид

Органоидтар (грек. органон — қаруы, орган және идос-түрі, ұқсастық) — бұл жасушаның қалыпты қызметі мүмкін емес, ерекше функцияларды орындайтын цитоплазманың молекулалық құрылымы. Өз құрылымы бойынша органоидтар мембраналық емес (мембраналық компоненттер жоқ) және мембраналық (мембраналары бар) болып бөлінеді. Мембраналық органоидтар (эндоплазмалық желі, Гольджи кешені, лизосома, пероксисома, митохондрия және пластидтер) тек эукариотикалық жасушаларға тән. Гембранды емес органоидтарға эу және прокариотикалық жасушалардың цитоплазмасында бар эукариотикалық жасушалар мен рибосомалар жасушалық орталығы жатады. Осылайша, жасушалардың барлық түрлері үшін жалғыз әмбебап органоид-рибосомалар.

Митохондрия — бактериясы бар органеллалар (шамамен 1 х 2 мкм). Олар барлық эукариотикалық жасушаларда көп мөлшерде табылған. Әдетте жасушада 2000 митохондрий бар, олардың жалпы көлемі жасушаның жалпы көлемінің 25% құрайды. Митохондрия екі мембранамен шектелген — тегіс сыртқы және қатпарлы ішкі, өте үлкен беті бар. Ішкі мембрананың қатпарлары митохондрий матриксіне терең енеді, көлденең қалқалар — кристалар түзеді. Сыртқы және ішкі мембраналар арасындағы кеңістік әдетте мембранааралық кеңістік деп аталады.

Жасушалардың әртүрлі типтері бір-бірінен митохондрий саны мен формасы бойынша, сондай-ақ айқайлардың саны бойынша ерекшеленеді. Әсіресе, жүрек бұлшықетінде белсенді тотығу процестері бар тіндерде митохондриялар көп. Митохондрийдің формасы бойынша вариациясы, бұл олардың функционалдық жағдайына байланысты, бір типті ұлпаларда да байқалуы мүмкін. Митохондриялар-өзгермелі және пластикалық органеллалар.

Митохондрий мембраналарында интегралды мембраналық ақуыздар бар. Сыртқы мембранаға тері тесіктерін түзетін және 10 кДа дейінгі молекулалық массасы бар заттар үшін мембраналарды өткізетіндер кіреді (күріш. 223). Митохондрийдің ішкі мембранасы көптеген молекулалар үшін өткізбейді; ерекшелік О2, СО2, Н20 құрайды. Митохондрийдің ішкі мембранасы ақуыздардың ерекше жоғары болуымен (75%) сипатталады. Олардың санына тасымалдау ақуыздары кіреді. 215), ферменттер, тыныс алу тізбегінің және АТФ-синтаздың компоненттері. Сонымен қатар, онда ерекше фосфолипид кардиолипин бар (қараңыз. 56). Матрикс ақуыздармен, әсіресе цитраттық цикл ферменттерімен байытылған.

Митохондрия жасушаның «күштік станциясы» болып табылады, өйткені оларда қоректік заттардың тотығу деградациясы есебінен АТФ (АТР) қажетті жасушасының көп бөлігі синтезделеді. Митохондрияда келесі метаболикалық процестер орналасқан: пируваттың ацетил-КоА-ға айналуы, пируватдегидрогеназды кешенмен катализацияланатын: цитраттық цикл; АТФ синтезімен ұштасқан тыныс алу тізбегі (осы процестердің үйлесімі «тотығу фосфорлануы» деп аталады); β-тотығу жолымен май қышқылдарын ыдырату және несеп шығару циклы ішінара. Митохондриялар жасушаға аралық метаболизм өнімдерін жеткізеді және иондық сорғылардың көмегімен цитоплазмадағы Са2+ концентрациясын тұрақты төмен деңгейде (1 мкмоль/л төмен) қолдайтын кальций иондарының депо ретінде ЭР-мен қатар әрекет етеді.

Митохондрийдің басты функциясы цитоплазмадан қуатқа бай субстраттарды (майлы қышқылдар, пируват, амин қышқылдарының көміртекті скелеті) басып алу және АТФ синтезімен ұштасқан СО2 және Н2О түзілуімен олардың тотығу ыдырауы болып табылады.

Цитраттық циклдің реакциялары көміртекті қосылыстардың (СО2) толық тотығуына және негізінен қалпына келтірілген коферменттер түрінде қалпына келтіру эквиваленттерінің пайда болуына әкеледі. Бұл үдерістердің көпшілігі матриксте өтеді. Қалпына келтірілген коферменттерді реоксидтейтін тыныс алу тізбегінің ферменттері митохондрийдің ішкі мембранасында орналасқан. Оттегіні қалпына келтіру және судың пайда болуы үшін электрондардың донорлары ретінде ҰЖҚ және фадн2 ферментімен байланысты пайдаланылады. Бұл жоғары экзергониялық реакция көпсатылы болып табылады және ішкі мембрана арқылы Протондарды (Н+) матрикстен мембрана аралық кеңістікке ауыстырумен ұштасады (сурет. 143). Нәтижесінде ішкі мембранада электрохимиялық градиент құрылады (күріш. 129). Митохондрияда электрохимиялық градиент АТФ синтезі үшін АДФ (ADP) және АТФ-синтазамен Катализ кезінде Бейорганикалық фосфат (Рі) қолданылады. Электрохимиялық градиент сондай-ақ бірқатар көлік жүйелерінің қозғаушы күші болып табылады (сурет. 215).

Митохондрия – бұл эукариотикалық жасушаның екі жақты органоиді, оның негізгі функциясы жасушаның тіршілік әрекеті үшін АТФ-энергия көзінің синтезі. Жасушалардағы митохондриялардың саны үнемі емес, орташа бірнеше бірліктен бірнеше мыңға дейін. Синтез процестері қарқынды жүріп жатқан жерде, олар көп. Митохондрий мөлшері мен олардың пішіні (дөңгелек, созылған, спиральды, тостаған тәрізді және т.б.) өзгереді. Жиірек дөңгелек созылған пішінді, диаметрі 1 микрометрге дейін және ұзындығы 10 мкм дейін. Цитоплазма тогы бар торда қозғалуы немесе бір қалыпта қалуы мүмкін. Ең көп энергия өндіру талап етілетін орындарға жылжытылады. Митохондрия симбиогенезінің гипотезасына сәйкес басқа прокариотикалық жасушаға енгізілген аэробтық бактериялардан болды. Бұл бактериялар жасушаны АТФ молекулаларының қосымша санымен жабдықтап, одан қоректік заттар ала бастады. Эволюция процесінде олар өз гендерінің бір бөлігін ядроға беріп, осылайша жасушалық органеллаға айналды.

Жасушаларда жаңа митохондриялар негізінен бұрын қолданыстағыларын бөлу жолымен пайда болады, яғни олар қайтадан синтезделмейді, бұл көбею процесін еске түсіреді және симбиогенездің пайдасына айтады. Митохондрияның құрылысы мен қызметі Митохондрия тұрады екі мембрана-сыртқы және ішкі, мемлекетаралық кеңістіктің, ішкі мазмұн — матрикс, ішкі мембрананың матриксінде өсінділерді білдіретін крист, жеке ақуыз-синтездеу жүйесі: ДНК, рибосом, РНК, ақуыздар мен олардың кешендерін, оның ішінде ферменттер мен коферменттердің көп санын, әртүрлі заттардың басқа молекулалары мен түйіршіктері. Митохондрияның құрылысы Сыртқы және ішкі мембраналар әртүрлі функцияларды орындайды, сондықтан олардың химиялық құрамы ерекшеленеді. Мембраналар арасындағы қашықтық 10 нм дейін. Митохондрийдің сыртқы мембранасы құрылысы бойынша плазмалеммамен, қоршаған жасушаға ұқсас және органоид ішіндегісін цитоплазмадан шектей отырып, негізгі бөгеттік функцияны орындайды.

Ол арқылы ұсақ молекулалар өтеді, ірі көлік сайланады. Кейбір жерлерде сыртқы мембраналар митохондрияда ашылатын ЭПС қосылған. Ішкі мембранада, негізінен оның өсінділері — кристаларда, мультиферментативті жүйелерді құра отырып, ферменттер орналасқан. Сондықтан химиялық құрамы бойынша липидтер емес, ақуыздар басым. Айқайлардың саны процестердің қарқындылығына байланысты өзгереді. Митохондрияда олар өте көп. Кейбір жерлерде сыртқы және ішкі мембрана өзара қосылады. Митохондрияда, хлоропласт сияқты, өзінің белоксинтезді жүйесі — ДНК, РНК және рибосомалар бар. Генетикалық аппарат бактериялар сияқты сақиналы молекула – нуклеоид. Рибосомалар өсімдіктің митохондрийі бактериялыққа ұқсас, жануарларда митохондриальді рибосомалар цитоплазмалық ғана емес, бактериялық де азырақ. Митохондрияның қажетті белоктарының бір бөлігін өздері синтездейді, басқа бөлігін цитоплазмадан алады, өйткені бұл белоктар ядролық гендермен кодталады. Митохондрийдің басты функциясы-жасушаны көптеген ферментативті реакциялар арқылы органикалық қосылыстардан алынатын және АТФ-да сақталатын энергиямен жабдықтау.

Реакциялардың бір бөлігі оттегінің қатысуымен жүреді, басқаларында көмірқышқыл газы бөлінеді. Реакциялар матриксте да (Кребс циклі), кристаларда да (тотығу фосфорлануы) жүреді. АТФ жасушаларында тек митохондрияда ғана емес, гликолиз процесінде цитоплазмада да синтезделетінін ескеру керек. Алайда, бұл реакциялардың тиімділігі жоғары емес. Митохондрий функциясының ерекшелігі оларда тек оттегісіз Тотығу реакциялары ғана емес, сонымен қатар энергетикалық алмасудың оттегілік кезеңі де өтеді. Басқа сөзбен айтқанда, митохондрий функциясы-жасушалық тыныс алуға белсенді қатысу, оған Органикалық заттардың тотығу реакциялары, АТФ жинақталатын энергия бөлінуімен жүретін сутегі мен электрондардың протондарының тасымалдануы жатады. Митохондрий ферменттері Митохондрий ішкі мембранасының транслоказалар ферменттері АДФ және АТФ белсенді тасымалдауын жүзеге асырады. Кристаның құрылымында бастарынан, аяқтарынан және табанынан тұратын элементар бөлшектер бөлінеді. АТФаза ферментінен тұратын бастарда АТФ синтезі жүреді.

АТФаза АДФ фосфорлануы тыныс алу тізбегінің реакцияларымен жанасуын қамтамасыз етеді. Тыныс алу тізбегінің компоненттері мембрананың қалыңдығындағы элементар бөлшектер негізінде болады. Матриксте Кребс циклы ферменттерінің көп бөлігі және май қышқылдарының тотығуы бар. Электрокөліктік тыныс алу тізбегінің белсенділігі нәтижесінде сутегі ионы оған матрикстен түседі, ал ішкі мембрананың сыртқы жағында босатылады. Бұл белгілі бір мембраналық ферменттерді жүзеге асырады. Мембрананың әр жағынан сутегі иондарының концентрациясындағы айырмашылық PH градиентінің пайда болуына әкеледі. Градиентті ұстау үшін энергия электрондарды тыныс алу тізбегі бойынша тасымалдайды. Әйтпесе, сутегі иондары кері диффундир еді. PH градиентінің энергиясы АДФ АТФ синтезі үшін қолданылады: АДФ + Ф = АТФ + H2O (реакция кері) Түзілетін су ферментативті жойылады. Бұл, басқа факторлармен қатар, реакцияның солдан оңға қарай өтуін жеңілдетеді.

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *