Kirish I bob mitoxondriyaning tuzilishi va rivojlanish tarixi

2.2 Mitoxondriyalar sonining ko'payishi. Mitoxondriyalarning avtoreproduksiyasi.
Mitoxondriyalar soni ayniqsa hujayra bo'linishi yoki hujayraning funktsional yukining oshishi bilan ko'payishi mumkin. Mitoxondriyaning doimiy yangilanishi mavjud. Misol uchun, jigarda mitoxondriyalarning o'rtacha umri taxminan 10 kunni tashkil qiladi.
Mitoxondriyalar sonining ko'payishi oldingi mitoxondriyalarning o'sishi va bo'linishi orqali sodir bo'ladi. Bu taklif birinchi marta mitoxondriyalarni "bioblastlar" atamasi bilan tavsiflagan Altman (1893) tomonidan ilgari surilgan. In vivo boʻlinish, uzun mitoxondriyalarning qisqarish yoʻli bilan qisqaroq boʻlinishini kuzatish mumkin, bu bakteriya boʻlinishning binar usuliga oʻxshaydi.
Tirik to'qima madaniyati hujayralarida mitoxondriyalarning xulq-atvorini o'rganish orqali mitoxondriyalar sonining bo'linish orqali haqiqiy ko'payishi aniqlandi. Hujayra siklida mitoxondriyalar bir necha mikrongacha o'sadi, so'ngra parchalanib, kichikroq tanalarga bo'linadi. Mitoxondriyalar bir-biri bilan birlashishi va printsip bo'yicha ko'payishi mumkin: mitoxondriyadan mitoxondriya.
Mitoxondriyalarning avtoreproduksiyasi.
Ikki membranali organellalar to'liq avtomatik ko'payish tizimiga ega. Mitoxondriya va plastidlarda DNK mavjud bo'lib, ularda mitoxondriyal va plastid oqsillari sintezini amalga oshiradigan axborot, transfer va ribosoma RNK va ribosomalar sintezlanadi. Biroq, bu tizimlar avtonom bo'lishiga qaramay, ularning imkoniyatlari cheklangan. Mitoxondriyadagi DNK gistonlarsiz tsiklik molekuladir va shuning uchun bakterial xromosomalarga o'xshaydi. Ularning o'lchami taxminan 7 mikronni tashkil qiladi, hayvonlarning mitoxondriyalarining bir tsiklik molekulasi 16-19 ming juft DNK nukleotidlarini o'z ichiga oladi. Odamlarda mitoxondriyal DNK 16,5 ming bp ni o'z ichiga oladi, u butunlay dekodlanadi. Turli ob'ektlarning mitoxondral DNKsi juda bir xil ekanligi aniqlandi, ularning farqi faqat intronlar va transkripsiyalanmagan hududlarning o'lchamida yotadi. Barcha mitoxondriyal DNK bir nechta nusxalar bo'lib, guruhlarda, klasterlarda to'plangan. Shunday qilib, bitta kalamush jigari mitoxondriyasida 1 dan 50 tagacha siklik DNK molekulalari bo'lishi mumkin. Har bir hujayradagi mitoxondriyal DNKning umumiy miqdori taxminan bir foizni tashkil qiladi. Mitoxondriyal DNK sintezi yadrodagi DNK sintezi bilan bog'liq emas.
Xuddi bakteriyalarda bo'lgani kabi, mitoxondral DNK alohida zonaga - nukleoidga yig'iladi, uning o'lchami taxminan 0,4 mikron diametrga teng. Uzoq mitoxondriyalarda 1 dan 10 gacha nukleoidlar bo'lishi mumkin. Uzun mitoxondriya boʻlinganda undan tarkibida nukleoid boʻlgan qism ajratiladi (bakteriyalarning ikkilik boʻlinishiga oʻxshaydi). Alohida mitoxondriyal nukleoidlardagi DNK miqdori hujayra turiga qarab 10 marta farq qilishi mumkin. Ba'zi hujayra kulturalarida mitoxondriyalarning 6 dan 60% gacha nukleoidlari mavjud emas, bu organoidlarning bo'linishi nukleoidlarning tarqalishi bilan emas, balki ko'proq parchalanish bilan bog'liqligi bilan izohlanadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, mitoxondriyalar bir-biri bilan bo'linishi va birlashishi mumkin. Mitoxondriyalar bir-biri bilan birlashganda, ularning ichki tarkibiy qismlari almashinishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, mitoxondriya va sitoplazmaning rRNK va ribosomalari keskin farq qiladi. Agar sitoplazmada 80-yillarning ribosomalari topilsa, u holda oʻsimlik hujayralarining mitoxondrial ribosomalari 70-yillar ribosomalariga tegishli (ular 30-50-yillar subbirliklaridan iborat, prokaryotik hujayralarga xos boʻlgan 16 va 23-yil RNKlarni oʻz ichiga oladi), hayvonlarning 50-yillarida kichikroq ribosomalar (ab) topiladi. hujayra mitoxondriyalari. Mitoxondriyal ribosoma RNK mitoxondriyal DNK dan sintezlanadi. Protein sintezi ribosomalarda mitoplazmada sodir bo'ladi. Bakteriyalarda oqsil sintezini bostiradigan antibiotik xloramfenikol ta'sirida sitoplazmatik ribosomalardagi sintezdan farqli o'laroq to'xtaydi. Mitoxondriyal genomda 22 ta transfer RNK sintezlanadi. Mitoxondrial sintetik tizimning triplet kodi gialoplazmada qo'llaniladiganidan farq qiladi. Protein sintezi uchun zarur bo'lgan barcha komponentlar mavjudligiga qaramay, kichik mitoxondriyal DNK molekulalari barcha mitoxondriyal oqsillarni, faqat ularning kichik qismini kodlay olmaydi. Shunday qilib, DNK hajmi 15 kb. umumiy molekulyar og'irligi taxminan 6x10 5 bo'lgan oqsillarni kodlashi mumkin. Shu bilan birga, to'liq mitoxondrial nafas olish ansamblining zarrasi oqsillarining umumiy molekulyar og'irligi taxminan 2x10 6 qiymatiga etadi. Agar oksidlovchi fosforlanish oqsillaridan tashqari mitoxondriyalarga trikarboksilik kislota siklining fermentlari, DNK va RNK sintezi fermentlari, aminokislotalarni faollashtiruvchi fermentlar va boshqa oqsillar kirishini hisobga olsak, bu ko‘p sonli oqsillarni kodlash uchun aniq bo‘ladi. va rRNK va tRNK, mitoxondriyal DNKning qisqa molekulasidagi genetik ma'lumotlarning miqdori aniq etarli emas. Inson mitoxondriyal DNK nukleotidlar ketma-ketligini dekodlash shuni ko'rsatdiki, u faqat 2 ribosoma RNK, 22 transfer RNK va jami 13 xil polipeptid zanjirlarini kodlaydi. Hozirgi vaqtda mitoxondriyal oqsillarning aksariyati hujayra yadrosining genetik nazorati ostida ekanligi va mitoxondriyadan tashqarida sintezlanishi isbotlangan. Mitoxondriyal oqsillarning aksariyati sitozoldagi ribosomalarda sintezlanadi. Bu oqsillar mitoxondriyaning tashqi membranasidagi retseptorlar tomonidan tan olinadigan maxsus signal ketma-ketligiga ega. Bu oqsillar ularga birlashishi mumkin (peroksisoma membranasi bilan o'xshashlikka qarang) va keyin ichki membranaga o'tadi. Ushbu uzatish tashqi va ichki membranalarning aloqa nuqtalarida sodir bo'ladi, bu erda bunday tashish qayd etiladi. Mitoxondriyal lipidlarning aksariyati ham sitoplazmada sintezlanadi. Bularning barchasi mitoxondriyalarning simbiozda bo'lgan bakteriya tipidagi organizmlar ekanligini ko'rsatadi endosimbiotik kelib chiqishini, mitoxondriyalar eukaryotik hujayra bilan.