Вопрос 25. Структура и функции митохондрий
/. Характеристика и функции митохондрий
2. Форма митохондрий
3. Наружная мембрана
4. Внутренняя мембрана
Митохондрии и пластиды представляют собой органеллы эукариотических клеток, сходные по своим функциям, морфологии и происхождению. Они обладают сильно развитой системой внутренних мембран, которая образуется из их оболочки и служит для интенсивного преобразования энергии.
Структура и функции митохондрий:
снабжают клетки энергией, которую они накапливают в форме
АТФ в результате:
• окисления органических веществ (дыхание), таких, как жирные кислоты, аминокислоты;
• осуществления цикла лимонной кислоты, реакции цепи дыхания, окислительного фосфорилирования.
К побочным функциям митохондрий относятся: биосинтетические процессы:
• синтез аминокислот (глутаминовой кислоты, цитруллина);
• синтез стероидных гормонов; активное накопление ионов.
В клетке 150—1500 митохондрий, у крупных простейших — до 500 000. Они отсутствуют у ряда паразитических простейших, получающих энергию неокислительным путем с помощью брожения, и в некоторых специализированных клетках (в зрелых эритроцитах млекопитающих).
У прокариот окислительное высвобождение энергии происходит в плазматической мембране и ее выпячиваниях, или тила-коидах.
Форма митохондрий в большинстве случаев округлая или палочковидная, реже — нитевидная. Оболочка митохондрий состоит из двух мембран толщиной чаще всего 7—10 нм. Между ними находится перимитохондриальное пространство, а внутри митохондрии - матрикс.
Внутренняя мембрана образует многочисленные выпячивания: в большинстве случаев это листовидные кристы;
трубочки (тубулы) — у многих простейших и в некоторых клетках млекопитающих (в клетках, продуцирующих стероидные гормоны);
кармановидные мешочки часто встречаются у растений. Однако они могут быть артефактом, возникшим при фиксации крист.
Наружная мембрана (как и другие мембраны эукариотических
клеток) содержит:
значительное количество холестерола;
из фосфолипидов:
. фосфатидиэтаноламин;
• много лецитина;
. фосфатидилинозитол;
- ферменты обмена фосфолипидов;
• ферменты активации жирных кислот;
• моноаминоксидаза;
• не содержит кардиолипина.
Наружная мембрана проницаема для неорганических ионов и относительно крупных молекул (с молекулярной массой менее 10 000), в частности аминокислот, АТФ, сахарозы, промежуточных продуктов дыхания. Столь высокую проницаемость можно объяснить наличием туннельных белков с широкими порами.
4. Внутренняя мембрана с кристами очень богата белком. В отличие от наружной мембраны внутренняя содержит:
• очень мало холестерола;
из фосфолипидов:
. фосфатидиэтаноламин;
. большое количество лецитина;
. кардиолипин;
• почти нет фосфатидилинозитола.
Таким образом, эта мембрана по своему составу сходна с бактериальной мембраной. Кардиолипин встречается только у прокариот — в митохондриях и пластидах.
Проницаемость внутренней мембраны очень мала, через нее могут диффундировать только небольшие молекулы (с молекулярной массой менее 100). Поэтому в ней имеются транспортные белки для активного (осуществляемого с затратой энергии) транспорта таких веществ, как глюкоза, промежуточные продукты дыхания (пируват, метаболиты цикла лимонной кислоты), аминокислоты, АТФ и АДФ, фосфаты, Са2+.
В качестве интегральных белков во внутренней мембране и кристах находятся комплексы ферментов, участвующих в транспорте электронов (дыхательная цепь). Периферические мембранные белки — различные дегидрогеназы — окисляют субстраты дыхания, находящиеся в матриксе, и передают отнятый водород в дыхательную цепь.
Со стороны матрикса на внутренней мембране и кристах с помощью электронного микроскопа можно видеть грибовидные мембранные АТФазы ("элементарные частицы").
Матрикс содержит промежуточные продукты обмена и некоторые ферменты цикла лимонной кислоты и окисления жирных кислот. Остальные ферменты, участвующие в этих процессах, являются периферическими белками внутренней мембраны, так что эти процессы осуществляются вблизи мембраны. В центральной области матрикса происходит, например, кар-боксилирование или декарбоксилирование пирувата в процессе дыхания; здесь протекает также большинство митохондриаль-ных биосинтезов.
Дата добавления: 2015-10-09; просмотров: 954;