Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Выполнении клеточной работы (по Скулачеву В.В.)Различают такие виды сопряженного окисления, как окислительное фосфорилирование на уровне субстрата и окислительное фосфорилирование на уровне дыхательной цепи ферментов. В первом случае (на уровне субстрата) синтез АТФ идет за счет переноса высокоэнергетического фосфата (~РО32-) от окисляемого субстрата к АДФ. Такое фосфорилирование происходит в основном в мышцах в процессе гликолиза. Во втором случае (на уровне дыхательной цепи ферментов) синтез АТФ идет за счет энергии, которая выделяется при переносе электронов по дыхательной цепи ферментов, локализованных в митохондриях, от окисляемых питательных веществ к атомарному кислороду в процессе дыхания. Этот процесс не связан непосредственно с синтезом АТФ и вначале используется для образования протонного потенциала на мембране, который в дальнейшем приводит к синтезу АТФ. Энергия протонного потенциала может затрачиваться и на другие виды работы, поэтому образование АТФ не является единственным и обязательным следствием окисления. В митохондриях образуется до 90 % АТФ, необходимой для жизнедеятельности организма. Такая специфическая функция этих органелл клетки связана с особенностями их строения. Митохондрии – внутриклеточные органеллы, выполняющие важнейшую роль обеспечения клетки достаточным количеством энергии макросвязей аденозинтрифосфата (АТФ) и метаболитами, а также процессов жизнедеятельности всего организма. В зависимости от функций тех или иных клеток количество митохондрий в них может варьировать от одной (в виде митохондриального синцития в мышечной клетке – хондриом) до 100 и выше. Основные функции митохондрий сводятся к следующим: – синтез АТФ, энергообеспечение клетки; – осуществление комплекса реакций энергетического обмена и регуляции интенсивности этих процессов; – образование в митохондриях различных субстратов (ацетилКоА, дикарбоновых и трикарбоновых кислот), необходимых для процессов синтеза липидов, гема и др.; – интегрирование всех метаболических процессов на пути биологического окисления в митохондриях; – хранение генетической информации, наличие собственного генома митохондрий.
В световом микроскопе митохондрии видны в виде округлых, удлиненных или палочкообразных структур длинной 0,3 – 5,0 и шириной 0,2 – 1,0 мкм. Основная их структурная особенность – это наличие двух мембран – внешней (70 Å) и внутренней (50 – 55 Å) (рисунок 4.3). Отличительным признаком внешней мембраны является относительно высокое содержание холестерола и фосфолипидов. Внутренняя мембрана митохондрий регулирует перенос метаболитов в матрикс и выход из него таких веществ, как АТФ, АДФ, отдельных аминокислот, жирных кислот, ионов Са2+ и др. Эта мембрана практически непроницаема даже для многих малых молекул, так как на ней создается электрохимический градиент протонов Н+. Наружная мембрана не имеет складок и перегибов в отличие от внутренней мембраны, которая для увеличения площади своей поверхности образует большое число внутренних складок-крист (рисунок 4.3). Около 25 % общего белка внутренней мембраны составляют ферменты, участвующие в функционировании системы переноса электронов и окислительного фосфорилирования. Оставшаяся часть белков вместе с липидами принимает участие в поддержании структуры митохондриальной мембраны. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом – студнеобразной полужидкой массой, состоящей на 50 % из белка. Со стороны матрикса к поверхности крист прикреплено множество электроноплотных субмитохондриальных элементарных частиц (до 4000 на 1 мкм2 мембраны). Каждая из них имеет форму гриба (рисунок 4.3). Круглая головка диаметром 9 – 10 нм посредством тонкой ножки диаметром 3 – 4 нм прикрепляется к внутренней мембране. В этих частицах сосредоточены АТФазы – ферменты, непосредственно обеспечивающие синтез и распад АТФ. Эти процессы непосредственно связаны с циклом трикарбоновых кислот. В матриксе находятся ферменты окисления пирувата и жирных кислот, а также в высокой концентрации — растворимые ферменты цикла Кребса. Здесь же содержатся АТФ, HS-КоА, НАД+ и все вещества, обеспечивающие митохондриальный синтез белка. В толще внутренней мембраны на разном удалении от ее поверхности асимметрично в виде связанных друг с другом белково-ферментных комплексов I, II, III, IV и V располагаются ферменты, которые с помощью FeS-белковых центров участвуют в функционировании систем переноса электронов и процессах окислительного фосфорилирования. В состав дыхательной цепи входят три основных ферментных комплекса, осуществляющих постепенную передачу электронов от НАДН к атомарному кислороду (рисунок 4.4). Переносчики располагаются в дыхательной цепи в определенной последовательности, взаимосвязанной с их окислительно-восстановительным потенциалом.
Рисунок 4.4 - Последовательность расположения переносчиков |
||
Последнее изменение этой страницы: 2017-07-16 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |