Kirish I bob mitoxondriyaning tuzilishi va rivojlanish tarixi

2.3 Membranalararo bo'shliq. Lümen yoki mitoxondriyal matritsa.
Membranalararo bo'shliq Uning nomidan taxmin qilish mumkinki, membranalararo bo'shliq tashqi va ichki mitoxondriyal membranalarni ajratib turadi.Tashqi mitoxondriyal membrana molekulalarning bir tomondan ikkinchi tomonga tarqalishini osonlashtiradigan ko'plab teshik va kanallarga ega bo'lganligi sababli, membranalararo bo'shliq, hech bo'lmaganda ionlar va ba'zi molekulalarga nisbatan, sitosol tarkibiga juda o'xshash tarkibga ega. kichik o'lchamli.
- Lümen yoki mitoxondriyal matritsa
Mitoxondriyal matritsa - mitoxondriyaning ichki maydoni va mitoxondriyal genomik DNK topilgan joy. Bundan tashqari, ushbu "suyuqlikda" uyali energiya almashinuvida ishtirok etadigan ba'zi muhim fermentlar ham mavjud (oqsillar miqdori 50% dan katta). Mitoxondriyal matritsada, masalan, aerob organizmlar yoki hujayralardagi oksidlanish metabolizmining asosiy yo'nalishlaridan biri bo'lgan Krebs tsikli yoki trikarboksilik kislota tsikliga tegishli fermentlar mavjud.
- Mitoxondrial genom (DNK)
Matritsada joylashgan mitoxondriyal DNK yopiq dumaloq ikki zanjirli molekula bo'lib, inson hujayralarida 16569 juft nukleotid o'lchamiga ega, bu yadroda joylashgan DNKdan taxminan 10 5 baravar kichikdir. Umuman olganda, mitoxondriyal DNK 2 rRNK, 22 tRNK va nafas olish zanjiri fermentlarining 13 bo'linmasini kodlaydi, bu esa unda joylashgan oqsillarning yarmidan ko'pini tashkil qilmaydi. Xususan, mitoxondral genom nazorati ostida yettita ATP sintetaza, uchta sitoxrom oksidaza va bitta ubiquinol sitoxrom subbirligi kodlangan. bilan-reduktazalar. Bunda og'irroq (tashqi) DNK zanjiridan bitta, ikkita ribosoma va oltita tRNKdan tashqari barcha oqsillar, engilroq (ichki) zanjirdan esa 14 ta boshqa tRNK va bitta oqsil transkripsiyalanadi.
Ushbu fonda o'simlik mitoxondrial genomi ancha katta bo'lib, 370 000 juft nukleotidga yetishi mumkin, bu yuqorida tavsiflangan odam mitoxondrial genomidan taxminan 20 marta kattadir. Bu erdagi genlar soni ham taxminan 7 baravar ko'p, bu o'simlik mitoxondriyalarida ATP sintezi bilan bog'liq bo'lmagan qo'shimcha elektron tashish yo'llarining paydo bo'lishi bilan birga keladi.
Shunday qilib, nafas olish zanjirining fermentlari tomonidan katalizlanadigan umumiy reaktsiya suv hosil qilish uchun NADH ning kislorod bilan oksidlanishidir. Aslini olganda, bu jarayon nafas olish zanjiri oqsil komplekslarining prostetik guruhlarida mavjud bo'lgan metall atomlari o'rtasida elektronlarni bosqichma-bosqich o'tkazishdan iborat bo'lib, bu erda har bir keyingi kompleks avvalgisiga qaraganda yuqori elektron yaqinlikka ega. Bunday holda, elektronlarning o'zlari elektronlar uchun eng yuqori yaqinlikka ega bo'lgan molekulyar kislorod bilan birlashguncha zanjir bo'ylab uzatiladi. Bu holda chiqarilgan energiya ichki mitoxondriyal membrananing har ikki tomonida elektrokimyoviy (proton) gradient shaklida saqlanadi. Bunday holda, bir juft elektronning nafas olish zanjiri bo'ylab tashish jarayonida uchdan oltitagacha proton pompalanadi deb hisoblanadi.
Mitoxondriya faoliyatining yakuniy bosqichi ichki membranaga o'rnatilgan molekulyar og'irligi 500 kDa bo'lgan maxsus makromolekulyar kompleks tomonidan amalga oshiriladigan ATP hosil bo'lishidir. ATP sintetaza deb ataladigan bu kompleks vodorod protonlarining transmembran elektrokimyoviy gradienti energiyasini ATP molekulasining makroergik bog'lanish energiyasiga aylantirib, ATP sintezini katalizlaydi.
Mitoxondriyalar hujayralardagi o'ziga xos sitosolik organoidlardir, chunki ular o'zlarining genomiga ega, ya'ni hujayralarnikidan farq qiladigan o'zlarining genetik tizimiga ega (yadro ichida joylashgan). Mitoxondriyalar genomi dairesel DNK molekulalaridan iborat (masalan, prokaryotlar), ularning bir mitoxondriyasida bir nechta nusxalar bo'lishi mumkin. Har bir genomning kattaligi ko'rib chiqilayotgan turlarga bog'liq, ammo, masalan, odamlarda bu taxminan 16 kb ni tashkil qiladi. Ushbu DNK molekulalarida ba'zi mitoxondriyal oqsillarni kodlovchi genlar mavjud. Bu organoidlar ichida mitoxondriyal genom tomonidan kodlangan oqsillarni tarjimasi uchun zarur bo'lgan ribosomal RNKlarni kodlovchi va RNKlarni o'tkazadigan genlar ham mavjud. Mitoxondriyalar tomonidan genomida kodlangan oqsillarni "o'qish" va "tarjima qilish" uchun ishlatiladigan genetik kod universal genetik koddan bir oz farq qiladi.