Mitoxondriya hüceyrədəki metabolik prosesləri enerji ilə təmin edən orqanoidlərdir. Onların ölçüləri 0,5 ilə 5-7 mikron arasında dəyişir, hüceyrədəki sayı 50 ilə 1000 və daha çox arasında dəyişir. Hialoplazmada mitoxondriyalar adətən diffuz şəkildə paylanır, lakin ixtisaslaşmış hüceyrələrdə onlar enerjiyə ən çox ehtiyac duyulan ərazilərdə cəmləşirlər. Məsələn, əzələ hüceyrələrində və simplastlarda çoxlu sayda mitoxondriya işçi elementlər - kontraktil fibrillər boyunca cəmləşmişdir. Funksiyaları xüsusilə yüksək enerji istehlakını ehtiva edən hüceyrələrdə mitoxondriyalar şəbəkəyə və ya klasterlərə (kardiomiositlər və skelet əzələ toxumasının simplastları) birləşərək çoxsaylı kontaktlar yaradır. Hüceyrədə mitoxondriya tənəffüs funksiyasını yerinə yetirir. Hüceyrə tənəffüsü, hüceyrənin ATP kimi yüksək enerjili birləşmələri sintez etmək üçün üzvi molekulların bağlarının enerjisindən istifadə etdiyi reaksiyalar ardıcıllığıdır. Mitoxondrinin daxilində əmələ gələn ATP molekulları xaricə köçürülür, mitoxondridən kənarda yerləşən ADP molekulları ilə mübadilə olunur. Canlı hüceyrədə mitoxondriya sitoskeletal elementlərdən istifadə edərək hərəkət edə bilir. Ultramikroskopik səviyyədə mitoxondri divarı iki membrandan ibarətdir - xarici və daxili. Xarici membran nisbətən hamar bir səthə malikdir, daxili hissə mərkəzə doğru yönəldilmiş qıvrımlar və ya cristae əmələ gətirir. Xarici və daxili membranlar arasında mitoxondrinin xarici kamerası adlanan dar (təxminən 15 nm) boşluq yaranır; daxili membran daxili kameranı müəyyən edir. Mitoxondrinin xarici və daxili kameralarının tərkibi müxtəlifdir və membranların özləri kimi, onlar təkcə səth relyefinə görə deyil, həm də bir sıra biokimyəvi və funksional xüsusiyyətlərinə görə əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirlər. Xarici membran kimyəvi tərkibinə və xüsusiyyətlərinə görə digər hüceyrədaxili membranlara və plazmalemmaya bənzəyir.
Hidrofilik protein kanallarının olması səbəbindən yüksək keçiricilik ilə xarakterizə olunur. Bu membranda mitoxondriyaya daxil olan maddələri tanıyan və bağlayan reseptor kompleksləri var. Xarici membranın ferment spektri zəngin deyil: bunlar yağ turşularının, fosfolipidlərin, lipidlərin və s. mübadiləsi üçün fermentlərdir. Mitoxondrilərin xarici membranının əsas funksiyası orqanoidi hialoplazmadan ayırmaq və lazım olan substratları nəql etməkdir. hüceyrə tənəffüsü üçün. Müxtəlif orqanların əksər toxuma hüceyrələrində mitoxondriyanın daxili membranı daxili membranın səthini əhəmiyyətli dərəcədə artıran boşqab formalı kristallar (lamellar cristae) əmələ gətirir. Sonuncuda, bütün protein molekullarının 20-25% -i tənəffüs zəncirinin və oksidləşdirici fosforlaşmanın fermentləridir. Böyrəküstü vəzilərin və cinsi vəzilərin endokrin hüceyrələrində mitoxondriyalar steroid hormonların sintezində iştirak edir. Bu hüceyrələrdə mitoxondriyalar müəyyən bir istiqamətdə nizamlı şəkildə yerləşmiş borular (borucuqlar) şəklində kristallara malikdir. Buna görə də, bu orqanların steroid istehsal edən hüceyrələrindəki mitoxondrial kristallar boruvari adlanır. Mitoxondrial matris və ya daxili kameranın məzmunu, təxminən 50% zülal ehtiva edən gelə bənzər bir quruluşdur. Elektron mikroskopiya ilə təsvir edilən osmiofil cisimlər kalsium ehtiyatlarıdır. Matrisdə yağ turşularının oksidləşməsini, ribosomların sintezini kataliz edən limon turşusu dövrünün fermentləri, RNT və DNT sintezində iştirak edən fermentlər var. Fermentlərin ümumi sayı 40-ı keçir.Mitoxondrial matrisdə fermentlərdən başqa, mitoxondrial DNT (mitDNT) və mitoxondrial ribosomlar var. MitDNT molekulu halqa şəklindədir. İntramitoxondrial zülal sintezinin imkanları məhduddur - burada mitoxondrial membranların nəqliyyat zülalları və ADP-nin fosforilləşməsində iştirak edən bəzi fermentativ zülallar sintez olunur. Bütün digər mitoxondrial zülallar nüvə DNT-si ilə kodlanır və onların sintezi hialoplazmada baş verir və sonradan mitoxondriyə daşınır. Hüceyrədəki mitoxondriyaların həyat dövrü qısadır, ona görə də təbiət onlara ikili çoxalma sistemi bəxş etmişdir - ana mitoxondriyanın bölünməsindən əlavə, qönçələnmə yolu ilə bir neçə qız orqanelləsinin əmələ gəlməsi mümkündür.
Bitki hüceyrəsi nüvəsinin quruluşu və funksiyaları.
Əsas- eukaryotik hüceyrənin vacib hissəsidir. Bu, irsi məlumatların saxlanması və çoxaldılması yeridir. Nüvə həm də maddələr mübadiləsini və hüceyrədə baş verən demək olar ki, bütün prosesləri idarə edən mərkəz rolunu oynayır. Çox vaxt hüceyrələrdə yalnız bir nüvə olur, nadir hallarda iki və ya daha çox. Onun forması ən çox sferik və ya ellipsoiddir. Gənc, xüsusilə meristematik hüceyrələrdə mərkəzi mövqe tutur, lakin daha sonra adətən böyüyən vakuol tərəfindən kənara itələnərək membrana keçir. Xaricdən nüvə ikiqat membranla örtülmüşdür - məsamələrlə nüfuz edən nüvə membranı (nüvə məsamələri dinamik formasiyalardır, onlar açıla və bağlana bilər; bu yolla nüvə ilə sitoplazma arasında mübadilə tənzimlənə bilər). xarici membranın içəriyə keçdiyi kənarları. Xarici nüvə membranı ER-nin membran kanallarına bağlanır. Ribosomlar onun üzərində yerləşir. Daxili membranda invaginasiyalar inkişaf edə bilər.
Nüvənin daxili tərkibi xromatin, nüvələr və ribosomlarla batırılmış karioplazmadır. Karyoplazma (nukleoplazma) nüvə strukturları (xromatin və nüvələr) arasındakı boşluğu dolduran jele kimi bir məhluldur. Tərkibində ionlar, nukleotidlər, fermentlər var.
Xromatin xromosom varlığının despirallaşdırılmış formasıdır. Despiral vəziyyətdə, xromatin bölünməyən hüceyrənin nüvəsində olur. Xromatin və xromosomlar bir-birini əvəz edir. Kimyəvi quruluş baxımından həm xromatin, həm də xromosomlar bir-birindən fərqlənmir. Kimyəvi əsası deoksiribonukleoprotein - zülallarla DNT kompleksi təşkil edir. Zülalların köməyi ilə DNT molekullarının çoxsəviyyəli qablaşdırılması baş verir, xromatin isə yığcam forma alır.
Adətən sferik formada olan nüvəcik (bir və ya daha çox), membranla əhatə olunmur, fibrilyar protein ipləri və RNT ehtiva edir. Nukleollar daimi formasiyalar deyil, hüceyrə bölünməsinin əvvəlində yox olur və tamamlandıqdan sonra bərpa olunur. Nukleoli yalnız bölünməyən hüceyrələrdə olur. Nükleollarda ribosomlar əmələ gəlir və nüvə zülalları sintez olunur. Nüvələrin özləri ikinci dərəcəli xromosom daralma bölgələrində (nükleolar təşkilatçılar) əmələ gəlir.
Nüvə eukaryotik hüceyrənin vacib hissəsidir. Nüvənin diametri 5 ilə 20 mikron arasında dəyişir. Nüvənin əsas funksiyası genetik materialı DNT şəklində saxlamaq və hüceyrə bölünməsi zamanı onu qız hüceyrələrə ötürməkdir. Bundan əlavə, nüvə zülal sintezini idarə edir və hüceyrənin bütün həyati proseslərini idarə edir. (bitki hüceyrəsində nüvəni R.Braun 1831-ci ildə, heyvan hüceyrəsində T.Şvann 1838-ci ildə təsvir etmişdir).
Nüvənin kimyəvi tərkibi əsasən nuklein turşuları və zülallarla təmsil olunur.
Mitoxondrilərin quruluşu və funksiyaları.
Mitoxondriya və ya xondriosomlar hüceyrənin "güc" stansiyalarıdır, tənəffüs reaksiyalarının əksəriyyəti onlarda lokallaşdırılmışdır (aerob faza). Mitoxondriyada tənəffüs enerjisi adenozin trifosfatda (ATP) toplanır. ATP-də yığılan enerji hüceyrənin fizioloji fəaliyyəti üçün əsas mənbə rolunu oynayır. Mitoxondriyalar adətən 4-7 µm uzunluğunda və 0,5-2 µm diametrli uzunsov çubuq formasına malikdirlər. Hüceyrədəki mitoxondrilərin sayı 500-dən 1000-ə qədər dəyişə bilər və bu orqanın enerji mübadiləsi proseslərindəki rolundan asılıdır.
Mitoxondrilərin kimyəvi tərkibi bir qədər dəyişir. Bunlar əsasən protein-lipid orqanoidləridir. Onların tərkibində protein tərkibi 60-65% təşkil edir, struktur və fermentativ zülallar təxminən bərabər nisbətdə, həmçinin təxminən 30% lipidlərdən ibarətdir. Mitoxondriyada nuklein turşularının olması çox vacibdir: RNT - 1% və DNT -0,5%. Mitoxondriyada təkcə DNT deyil, həm də ribosomlar da daxil olmaqla bütün protein sintez sistemi var.
Mitoxondriya ikiqat membranla əhatə olunmuşdur. Membranların qalınlığı 6-10 nm-dir. Mitoxondriya membranları 70% proteindən ibarətdir. Membran fosfolipidləri fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamin, həmçinin spesifik fosfolipidlər, məsələn, kardiolipin ilə təmsil olunur. Mitoxondrial membranlar H+-nın keçməsinə imkan vermir və onların daşınması üçün maneə rolunu oynayır.
Membranlar arasında maye ilə dolu perimitoxondrial boşluq var. Mitoxondriyanın daxili boşluğu jelatinli yarı maye kütlə şəklində olan matrislə doldurulur. Krebs dövrünün fermentləri matrisdə cəmləşmişdir. Daxili membran boşqablar və borular şəklində çıxıntılara - kristalara səbəb olur; onlar mitoxondrilərin daxili məkanını ayrı-ayrı bölmələrə ayırırlar. Tənəffüs zənciri (elektron daşıma zənciri) daxili membranda lokallaşdırılmışdır.
Struktur. Mitoxondriyanın səth aparatı iki membrandan ibarətdir - xarici və daxili. Xarici membran hamar, mitoxondriləri hialoplazmadan ayırır. Onun altında qatlanmışdır daxili membran, hansı formalar Christie(silsilələr). Kristaların hər iki tərəfində kiçik göbələk formalı cisimlər oksisomlar adlanır və ya ATP-somami. Onların tərkibində oksidləşdirici fosforlaşmada iştirak edən fermentlər var (ATP yaratmaq üçün fosfat qalıqlarının ADP-yə əlavə edilməsi). Mitoxondriyadakı kristalların sayı hüceyrənin enerji ehtiyacı ilə əlaqədardır, xüsusən də əzələ hüceyrələrində mitoxondriyada çox sayda krista var. Hüceyrə funksiyasının artması ilə mitoxondriya daha oval və ya uzanır, kristalların sayı isə artır.
Mitoxondrilərin öz genomları var, onların 70S tipli ribosomları sitoplazmanın ribosomlarından fərqlənir. Mitoxondrial DNT əsasən siklik formaya (plazmidlər) malikdir, öz RNT-nin hər üç növünü kodlayır və bəzi mitoxondrial zülalların sintezi üçün məlumat verir (təxminən 9%). Beləliklə, mitoxondriləri yarı avtonom orqanoidlər hesab etmək olar. Mitoxondriyalar özünü çoxaldan (çoxalmağa qadir) orqanoidlərdir. Mitoxondrial yenilənmə hüceyrə dövrü boyunca baş verir. Məsələn, qaraciyər hüceyrələrində onlar demək olar ki, 10 gündən sonra yeniləri ilə əvəz olunur. Mitoxondriyaların çoxalmasının ən çox ehtimal olunan yolu onların bölünməsi hesab olunur: mitoxondriyanın ortasında daralma və ya septum meydana gəlir, bundan sonra orqanoidlər iki yeni mitoxondriyaya bölünür. Mitoxondriyalar promitoxondriya ilə əmələ gəlir - diametri 50 nm-ə qədər olan dəyirmi cisimlər ikiqat membrana malikdir.
Funksiyalar . Mitoxondriya hüceyrənin enerji proseslərində iştirak edir, onların tərkibində enerji istehsalı və hüceyrə tənəffüsü ilə əlaqəli fermentlər var. Başqa sözlə, mitoxondri üzvi birləşmələrin enerjisini ATP-nin tətbiq olunan enerjisinə çevirən bir növ biokimyəvi mini-zavoddur. Mitoxondriyada enerji prosesi piruvik turşunun parçalanmasının Krebs dövründə baş verdiyi matrisdə başlayır. Bu proses zamanı hidrogen atomları sərbəst buraxılır və tənəffüs zənciri ilə nəql olunur. Bu vəziyyətdə ayrılan enerji tənəffüs zəncirinin bir neçə hissəsində fosforlaşma reaksiyasını - ATP sintezini, yəni ADP-yə bir fosfat qrupunun əlavə edilməsini həyata keçirmək üçün istifadə olunur. Bu, mitoxondriyanın daxili membranında baş verir. Belə ki, enerji funksiyası mitoxondriya aşağıdakılarla birləşir: a) matrisdə baş verən üzvi birləşmələrin oksidləşməsi, buna görə mitoxondriya adlanır. hüceyrələrin tənəffüs mərkəzi b) ATP sintezi kristallarda həyata keçirilir, buna görə mitoxondriyalar adlanır hüceyrələrin enerji stansiyaları. Bundan əlavə, mitoxondriyalar su mübadiləsinin tənzimlənməsində, kalsium ionlarının çökməsində, steroid hormon prekursorlarının istehsalında, maddələr mübadiləsində (məsələn, qaraciyər hüceyrələrində olan mitoxondriyalarda ammiakı zərərsizləşdirməyə imkan verən fermentlər var) və s.
BİOLOGİYA + Mitoxondrial xəstəliklər hüceyrə tənəffüsünün pozulmasına səbəb olan mitoxondrial qüsurlarla əlaqəli irsi xəstəliklər qrupudur. Onlar qadın xətti ilə hər iki cinsin uşaqlarına ötürülür, çünki yumurta daha böyük həcmdə sitoplazmaya malikdir və müvafiq olaraq nəsillərinə daha çox sayda mitoxondriya keçir. Mitoxondrial DNT, nüvə DNT-dən fərqli olaraq, histon zülalları tərəfindən qorunmur və ata-baba bakteriyalarından miras qalmış təmir mexanizmləri qeyri-kamildir. Buna görə də mutasiyalar mitoxondrial DNT-də nüvə DNT-dən 10-20 dəfə tez toplanır ki, bu da mitoxondrial xəstəliklərə səbəb olur. Müasir tibbdə onların təxminən 50-si indi məlumdur.Məsələn, xroniki yorğunluq sindromu, miqren, Bart sindromu, Pearson sindromu və bir çox başqaları.
Mitoxondriya - hüceyrəni enerji ilə təmin edən mikroskopik ikiqat membranlı yarı avtonom ümumi təyinatlı orqanoidlər, oksidləşmə prosesləri ilə əldə edilir və formada saxlanılır ATP fosfat bağları. Mitoxondrilər həmçinin steroid biosintezində, yağ turşularının oksidləşməsində və nuklein turşularının sintezində iştirak edirlər. Bütün eukaryotik hüceyrələrdə mövcuddur. Prokaryotik hüceyrələrdə mitoxondriya yoxdur, onların funksiyası mezosomlar tərəfindən həyata keçirilir - xarici sitoplazmatik membranın hüceyrəyə invaginasiyası.
Mitoxondriya müəyyən zaman ərzində dəyişə bilən elliptik, sferik, çubuqşəkilli, filamentvari və digər formalara malik ola bilər. Müxtəlif funksiyaları yerinə yetirən hüceyrələrdə mitoxondriyaların sayı çox dəyişir - 50-dən ən aktiv hüceyrələrdə 500-5000-ə çatır. Sintetik proseslərin intensiv olduğu (qaraciyər) və ya enerji xərclərinin yüksək olduğu (əzələ hüceyrələri) daha çoxdur. Qaraciyər hüceyrələrində (hepatositlər) onların sayı 800, tutduqları həcm isə sitoplazmanın həcminin təxminən 20%-ni təşkil edir. Mitoxondrilərin ölçüləri diametri 0,2-1-2 mikron və uzunluğu 2-5-7 (10) mikron arasında dəyişir. İşıq-optik səviyyədə mitoxondriyalar xüsusi üsullarla sitoplazmada aşkar edilir və kiçik taxılların və sapların görünüşünə malikdir (onların adını müəyyən edən - yunan mitosundan - sap və xondros - taxıl).
Sitoplazmada mitoxondriyalar diffuz şəkildə yayıla bilər, lakin onlar adətən maksimum enerji istehlakı sahələrində cəmlənmişdir, məsələn, ion nasoslarının yaxınlığında, kontraktil elementlər (miofibrillər), hərəkət orqanoidləri (sperma aksonemləri, kirpiklər), sintetik aparatın komponentləri (ER tankları). Bir fərziyyəyə görə, hüceyrədəki bütün mitoxondriyalar bir-birinə bağlıdır və üçölçülü şəbəkə əmələ gətirir.
Mitoxondriya əhatə olunmuşdur iki membran - xarici və daxili, ayrıldı membranlararası boşluq, və ehtiva edir mitoxondrial matris, daxili membranın qıvrımları üz-üzədir - cristas.
Xarici mitoxondrial membran hamar, kimyəvi cəhətdən xarici sitoplazmatik membrana bənzəyir və sitozoldan membranlararası boşluğa nüfuz edən 10 kilodaltona qədər çəkisi olan molekullar üçün yüksək keçiricidir. Tərkibinə görə plazmalemmaya bənzəyir, 25% zülallar, 75% lipidlərdir. Lipidlər arasında xolesterol var. Xarici membran çoxlu xüsusi molekulları ehtiva edir nəqliyyat zülalları(Misal üçün, porinlər), geniş hidrofilik kanallar əmələ gətirən və onun yüksək keçiriciliyini təmin edən, həmçinin az miqdarda ferment sistemləri. Bunun üstündədir reseptorlar, hər ikisi vasitəsilə daşınan tanınma zülalları mitoxondrial membranların xüsusi təmas nöqtələrində - yapışma zonaları.
Daxili membranın içəriyə doğru çıxıntıları var- mitoxondrial matrisi bölmələrə ayıran silsilələr və ya cristae. Cristae daxili membranın səthini artırır. Beləliklə, daxili mitoxondrial membran xarici ilə müqayisədə daha böyükdür. Kristae mitoxondrinin uzunluğuna perpendikulyar və ya uzununa yerləşir. Kristanın forması vezikulyar, boru və ya lamelli ola bilər.
Mitoxondrilərin daxili membranının kimyəvi tərkibi prokariotların membranlarına bənzəyir (məsələn, onun tərkibində xüsusi lipid - kardiodipin var və xolesterol yoxdur). Daxili mitoxondrial membranda 75% təşkil edən zülallar üstünlük təşkil edir. Daxili membranda üç növ zülal yerləşdirilir (a) elektron nəqli zəncirinin (tənəffüs zənciri) zülalları - NAD"H dehidrogenaz və FAD"H dehidrogenaz - və digər nəqliyyat zülalları,(b) ATP sintetaza göbələk cisimləri(başları matrisə doğru yönəldilmiş) və (c) Krebs dövrü fermentlərinin bir hissəsi (süksinat dehidrogenaz). Daxili mitoxondrial membran son dərəcə aşağı keçiriciliklə xarakterizə olunur, maddələr təmas yerləri ilə nəql olunur. Yüksək fosfolipid tərkibinə görə daxili membranın kiçik ionlara aşağı keçiriciliyi
Mitoxondriya - yarı avtonom hüceyrə orqanoidləri, çünki öz DNT-lərini, yarı avtonom replikasiya, transkripsiya sistemini və öz protein sintez aparatını - yarı avtonom tərcümə sistemini (70S tipli ribosomlar və t-RNT) ehtiva edir. Bunun sayəsində mitoxondrilər öz zülallarının bir hissəsini sintez edirlər. Mitoxondriya hüceyrə bölünməsindən asılı olmayaraq bölünə bilər. Əgər hüceyrədən bütün mitoxondriyalar çıxarılsa, onda yeniləri görünməyəcək. Endosimbioz nəzəriyyəsinə görə, mitoxondriya ev sahibi hüceyrəyə daxil olan, lakin həzm olunmayan aerob prokaryotik hüceyrələrdən əmələ gəlmiş, dərin simbioz yoluna keçmiş və tədricən muxtariyyətini itirərək mitoxondriyaya çevrilmişdir.
Mitoxondriya - yarı avtonom orqanoidlər, aşağıdakı əlamətlərlə ifadə olunur:
1) zülal sintezinə imkan verən, həmçinin hüceyrədən asılı olmayaraq bölünməsinə imkan verən öz genetik materialının (DNT zəncirinin) olması;
2) ikiqat membranın olması;
3) plastidlər və mitoxondriyalar ATP sintez etməyə qadirdir (xloroplastlar üçün enerji mənbəyi yüngüldür, mitoxondriyada ATP üzvi maddələrin oksidləşməsi nəticəsində əmələ gəlir).
Mitoxondriyanın funksiyaları:
1) Enerji- ATP sintezi (buna görə də bu orqanellər “hüceyrə enerji stansiyaları” adlanır):
Aerob tənəffüs zamanı kristallarda oksidləşdirici fosforlaşma (üzvi maddələrin oksidləşməsi zamanı ayrılan enerji hesabına ADP və qeyri-üzvi fosfatdan ATP əmələ gəlməsi) və elektronların elektron daşıma zənciri boyunca ötürülməsi baş verir. Mitoxondriyanın daxili membranında hüceyrə tənəffüsündə iştirak edən fermentlər var;
2) biosintezdə iştirak bir çox birləşmələr (bəzi amin turşuları və steroidlər mitoxondriyada sintez olunur (steroidogenez), öz zülallarının bir hissəsi sintez olunur), həmçinin ionların (Ca 2+), qlikoproteinlərin, zülalların, lipidlərin yığılması;
3) oksidləşmə yağ turşuları;
4) genetik- nuklein turşularının sintezi (replikasiya və transkripsiya prosesləri gedir). Mitoxondrial DNT sitoplazmik irsiyyət təmin edir.
ATP
ATP 1929-cu ildə alman kimyaçısı Lohman tərəfindən kəşf edilmişdir. 1935-ci ildə Vladimir Engelhardt ATP iştirakı olmadan əzələ daralmasının mümkün olmadığına diqqət çəkdi. 1939-1941-ci illər arasında Nobel mükafatı laureatı Fritz Lipmann metabolik reaksiyalar üçün əsas enerji mənbəyinin ATP olduğunu sübut etdi və “enerji ilə zəngin fosfat bağları” ifadəsini işlətdi. ATP-nin orqanizmə təsirinin öyrənilməsində dramatik dəyişikliklər 70-ci illərin ortalarında, hüceyrə membranlarının xarici səthində ATP molekuluna həssas olan xüsusi reseptorların olması aşkar edildikdə baş verdi. O vaxtdan bəri ATP-nin müxtəlif bədən funksiyalarına tetikleyici (tənzimləyici) təsiri intensiv şəkildə tədqiq edilmişdir.
Adenozin trifosfor turşusu ( ATP, adenin trifosfor turşusu) orqanizmlərdə enerji və maddələr mübadiləsində son dərəcə mühüm rol oynayan nukleotiddir; Əvvəla, birləşmə canlı sistemlərdə baş verən bütün biokimyəvi proseslər üçün universal enerji mənbəyi kimi tanınır.
Kimyəvi cəhətdən ATP adenin və ribozun törəməsi olan adenozinin trifosfat esteridir.
Purin azotlu əsas - adenin - 5" riboza karbonu ilə β-N-qlikozid bağı ilə bağlanır və üç fosfor turşusu molekulunun ardıcıl olaraq bağlandığı, müvafiq olaraq α, β və γ hərfləri ilə işarələnir.
ATP sözdə yüksək enerjili birləşmələrə, yəni hidroliz zamanı əhəmiyyətli miqdarda enerji buraxan bağları olan kimyəvi birləşmələrə aiddir. 1 və ya 2 fosfor turşusu qalıqlarının aradan qaldırılması ilə müşayiət olunan ATP molekulunun fosfoester bağlarının hidrolizi, müxtəlif mənbələrə görə 40 ilə 60 kJ / mol arasında sərbəst buraxılmasına səbəb olur.
ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + enerji
ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + enerji
Sərbəst buraxılan enerji enerji sərfiyyatı tələb edən müxtəlif proseslərdə istifadə olunur
funksiyaları
1) Əsas enerjidir. ATP bir çox enerji tələb edən biokimyəvi və fizioloji proseslər üçün birbaşa enerji mənbəyi kimi xidmət edir.
2) nuklein turşularının sintezi.
3) bir çox biokimyəvi proseslərin tənzimlənməsi. ATP, fermentlərin tənzimləyici mərkəzlərinə qoşularaq, onların fəaliyyətini gücləndirir və ya boğur.
hüceyrəyə hormonal siqnal ötürülməsinin ikinci dərəcəli xəbərçisi olan sikloadenozin monofosfatın sintezinin bilavasitə xəbərçisi.
sinapslarda neyrotransmitter
sintez yolları:
Bədəndə ATP oksidləşdirici maddələrin enerjisindən istifadə edərək ADP-dən sintez olunur:
ADP + H 3 PO 4 + enerji→ ATP + H 2 O.
ADP-nin fosforlaşması iki yolla mümkündür: substratın fosforlaşması və oksidləşdirici fosforlaşması. ATP-nin əsas hissəsi H-dən asılı ATP sintetaza fermenti ilə oksidləşdirici fosforlaşma yolu ilə mitoxondriyada membranlarda əmələ gəlir. ADP-nin substrat fosforlaşması membranların iştirakını tələb etmir, glikoliz zamanı və ya bir fosfat qrupunun digər yüksək enerjili birləşmələrdən köçürülməsi ilə baş verir.
ADP-nin fosforlaşmasının reaksiyaları və sonradan ATP-nin enerji mənbəyi kimi istifadəsi enerji mübadiləsinin mahiyyətini təşkil edən tsiklik bir proses təşkil edir.
Bədəndə ATP ən çox yenilənən maddələrdən biridir. Gün ərzində bir ATP molekulu orta hesabla 2000-3000 resintez dövrü keçir (insan orqanizmi gündə təxminən 40 kq sintez edir), yəni orqanizmdə praktiki olaraq ATP ehtiyatı yaranmır və normal həyat üçün bu lazımdır. daim yeni ATP molekullarını sintez etmək.
KOMPLEKS HAQQINDA SADƏ DİLDƏ.
Bu mövzu mürəkkəb və mürəkkəbdir, bədənimizdə baş verən çoxlu sayda biokimyəvi proseslərə dərhal təsir göstərir. Ancaq yenə də mitoxondrilərin nə olduğunu və necə işlədiyini anlamağa çalışaq.
Beləliklə, mitoxondriya canlı hüceyrənin ən vacib komponentlərindən biridir. Sadə dillə desək, bu belədir hüceyrənin enerji stansiyası. Onların fəaliyyəti üzvi birləşmələrin oksidləşməsinə və əzələ daralmasına təsir etmək üçün elektrik potensialının (ATP molekulunun parçalanması zamanı ayrılan enerji) yaranmasına əsaslanır.
Hamımız bilirik ki, bədənimizin işi termodinamikanın birinci qanununa ciddi uyğun olaraq baş verir. Enerji bədənimizdə yaranmır, ancaq çevrilir. Bədən yalnız kimyəvidən mexaniki və termal enerjiyə çevrilmə formasını seçir. Yer planetindəki bütün enerjinin əsas mənbəyi Günəşdir. İşıq şəklində bizə gələn enerji bitkilərin xlorofili tərəfindən udulur, burada hidrogen atomunun elektronunu həyəcanlandırır və beləliklə canlı maddəyə enerji verir.
Biz həyatımızı kiçik bir elektronun enerjisinə borcluyuq.
Mitoxondrinin işi, tənəffüs zəncirinin zülal kompleksləri qruplarında (zülalların elektron daşıma zənciri) mövcud olan metal atomları arasında hidrogen elektron enerjisinin mərhələli şəkildə ötürülməsindən ibarətdir, burada hər bir sonrakı kompleks elektron üçün daha yüksək yaxınlığa malikdir və onu cəlb edir. əvvəlki, elektron ən yüksək elektron yaxınlığına malik olan molekulyar oksigenlə birləşməyincəyə qədər.
Hər dəfə bir elektron bir dövrə boyunca ötürüldükdə, elektrokimyəvi qradiyent şəklində toplanan enerji ayrılır və sonra əzələlərin daralması və istilik əmələ gəlməsi şəklində həyata keçirilir.
Mitoxondriyada elektronun enerji potensialının ötürülməsinə imkan verən bir sıra oksidləşdirici proseslər deyilir. "hüceyrədaxili tənəffüs" və ya tez-tez "nəfəs zənciri", çünki elektron zəncir boyunca atomdan atoma son təyinat yerinə, oksigen atomuna çatana qədər köçürülür.
Mitoxondriya oksidləşmə prosesi ilə enerji ötürmək üçün oksigenə ehtiyac duyur.
Mitoxondriya nəfəs aldığımız oksigenin 80%-ə qədərini istehlak edir.
Mitoxondriya sitoplazmasında yerləşən daimi hüceyrə quruluşudur. Mitoxondrinin ölçüsü adətən diametri 0,5 ilə 1 µm arasında olur. O, dənəvər bir quruluşa malikdir və hüceyrə həcminin 20% -ni tuta bilər. Hüceyrənin bu daimi üzvi quruluşuna orqanoid deyilir. Orqanoidlərə miofibrillər də daxildir - əzələ hüceyrəsinin kontraktil bölmələri; və hüceyrə nüvəsi də orqanoiddir. Ümumiyyətlə, hər hansı bir daimi hüceyrə quruluşu orqanoiddir.
Mitoxondriyalar ilk dəfə 1894-cü ildə alman anatomisti və histoloqu Richard Altmann tərəfindən kəşf edilmiş və təsvir edilmişdir və bu orqanoidin adını 1897-ci ildə başqa bir alman histoloqu K. Bend vermişdir. Lakin yalnız 1920-ci ildə yenə alman biokimyaçısı Otto Vaqburq hüceyrə tənəffüs proseslərinin mitoxondriya ilə əlaqəli olduğunu sübut etdi.
Mitoxondriyaların ibtidai hüceyrələrin, özləri enerji yaratmaq üçün oksigendən istifadə edə bilməyən hüceyrələrin və bunu edə bilən protogenot bakteriyaların tutulması nəticəsində meydana gəldiyinə dair bir nəzəriyyə var. Məhz mitoxondri əvvəllər ayrıca canlı orqanizm olduğu üçün hələ də öz DNT-sinə malikdir.
Mitoxondriya əvvəllər müstəqil canlı orqanizmi təmsil edirdi.
Təkamül zamanı progenotlar artan enerji səmərəliliyi sayəsində bir çox genlərini əmələ gələn nüvəyə köçürdülər və müstəqil orqanizmlər olmaqdan çıxdılar. Mitoxondriya bütün hüceyrələrdə mövcuddur. Hətta spermada da mitoxondriya var. Məhz onların sayəsində spermanın quyruğu hərəkətə gətirilir və onun hərəkətini həyata keçirir. Ancaq hər hansı bir həyat prosesi üçün enerji lazım olan yerlərdə xüsusilə çoxlu mitoxondriya var. Və bunlar, əlbəttə ki, ilk növbədə əzələ hüceyrələridir.
Əzələ hüceyrələrində mitoxondriyalar intermitoxondrial kontaktlar vasitəsilə bir-birinə bağlı nəhəng budaqlanmış mitoxondriya qruplarına birləşdirilə bilər. ardıcıl işləyən kooperativ sistemi yaratmaq. Belə bir zonadakı boşluq artan elektron sıxlığına malikdir. Yeni mitoxondriyalar əvvəlki orqanoidlərin sadə bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir. Bütün hüceyrələr üçün mövcud olan ən "sadə" enerji təchizatı mexanizmi ən çox ümumi qlikoliz konsepsiyası adlanır.
Bu, qlükozanın piruvik turşuya ardıcıl parçalanması prosesidir. Bu proses baş verərsə molekulyar oksigenin iştirakı olmadan və ya qeyri-kafi iştirakı ilə, sonra çağırılır anaerob qlikoliz. Bu halda, qlükoza son məhsullara deyil, laktik və piruvik turşuya parçalanır, daha sonra fermentasiya zamanı daha da çevrilir. Buna görə sərbəst buraxılan enerji azdır, lakin enerji istehsal sürəti daha sürətlidir. Anaerob qlikoliz nəticəsində bir qlükoza molekulundan hüceyrə 2 molekul ATP və 2 molekul laktik turşu alır. Bu “əsas” enerji prosesi istənilən hüceyrənin daxilində baş verə bilər. mitoxondrilərin iştirakı olmadan.
IN molekulyar oksigenin olması mitoxondriya daxilində həyata keçirilir aerob qlikoliz tənəffüs zənciri daxilində. Aerob şəraitdə piruvik turşu trikarboksilik turşu dövründə və ya Krebs dövründə iştirak edir. Bu çoxmərhələli proses nəticəsində bir qlükoza molekulundan 36 ATP molekulu əmələ gəlir. İnkişaf etmiş mitoxondriləri olan hüceyrə ilə onların inkişaf etmədiyi hüceyrələrin enerji balansının müqayisəsi göstərir(kifayət qədər oksigenlə) hüceyrə daxilində qlükoza enerjisinin tam istifadəsində fərq demək olar ki, 20 dəfədir!
İnsanlarda skelet əzələ lifləri ola bilər şərti olaraq mexaniki və metabolik xüsusiyyətlərinə görə üç növə bölünür: - yavaş oksidləşdirici; - sürətli glikolitik; - sürətli oksidləşdirici-qlikolitik.
Sürətli əzələ lifləri Sürətli və ağır iş üçün nəzərdə tutulmuşdur. Onların azaldılması üçün onlar əsasən sürətli enerji mənbələrindən, yəni kriatin fosfat və anaerob qlikolizdən istifadə edirlər. Bu tip liflərdəki mitoxondrial məzmun yavaş bükülən əzələ liflərindən əhəmiyyətli dərəcədə azdır.
Yavaş əzələ lifləri yavaş sancılar həyata keçirir, lakin uzun müddət işləyə bilirlər. Enerji kimi yağlardan aerob qlikoliz və enerji sintezindən istifadə edirlər. Bu, anaerob qlikolizdən daha çox enerji təmin edir, lakin bunun müqabilində daha çox vaxt tələb olunur, çünki qlükozanın parçalanması zənciri daha mürəkkəbdir və oksigenin mövcudluğunu tələb edir, enerjinin çevrilmə yerinə daşınması da vaxt tələb edir. Yavaş əzələ lifləri, oksigeni lifə çatdırmaqdan məsul olan bir protein olan miyoqlobinə görə qırmızı adlanır. Yavaş seğirən əzələ lifləri əhəmiyyətli sayda mitoxondriyadan ibarətdir.
Sual yaranır: əzələ hüceyrələrində şaxələnmiş mitoxondriya şəbəkəsini necə və hansı məşqlərin köməyi ilə inkişaf etdirmək olar? haqqında materialda müxtəlif nəzəriyyələr və təlim metodları və onlar haqqında var.
