इसे माइटोकॉन्ड्रिया कहते हैं. माइटोकॉन्ड्रिया

पादप कोशिका केन्द्रक की संरचना और कार्य।

मुख्ययूकेरियोटिक कोशिका का एक अनिवार्य हिस्सा है। यह वंशानुगत जानकारी के भंडारण और पुनरुत्पादन का स्थान है। केन्द्रक चयापचय और कोशिका में होने वाली लगभग सभी प्रक्रियाओं के लिए नियंत्रण केंद्र के रूप में भी कार्य करता है। अधिकतर, कोशिकाओं में केवल एक ही केन्द्रक होता है, शायद ही कभी दो या अधिक। इसका आकार प्रायः गोलाकार या दीर्घवृत्ताकार होता है। युवा, विशेष रूप से विभज्योतक कोशिकाओं में, यह एक केंद्रीय स्थान रखता है, लेकिन बाद में यह आमतौर पर शेल में स्थानांतरित हो जाता है, बढ़ती रिक्तिका द्वारा एक तरफ धकेल दिया जाता है। बाहर केन्द्रक एक दोहरी झिल्ली से ढका होता है - परमाणु लिफाफा, छिद्रों से व्याप्त (नाभिक के छिद्र गतिशील संरचनाएं हैं, वे खुल और बंद हो सकते हैं; इस तरह, नाभिक और साइटोप्लाज्म के बीच आदान-प्रदान को नियंत्रित किया जा सकता है) जिसके किनारों पर बाहरी झिल्ली आंतरिक में गुजरती है। बाहरी परमाणु झिल्ली ईपीएस के झिल्ली चैनलों से जुड़ती है। इसमें राइबोसोम होते हैं। भीतरी झिल्ली आक्रमण दे सकती है।

नाभिक की आंतरिक सामग्री कैरियोप्लाज्म है जिसमें क्रोमैटिन और न्यूक्लियोली और राइबोसोम शामिल होते हैं। कैरियोप्लाज्म (न्यूक्लियोप्लाज्म) एक जेली जैसा घोल है जो नाभिक (क्रोमैटिन और न्यूक्लियोली) की संरचनाओं के बीच की जगह को भर देता है। इसमें आयन, न्यूक्लियोटाइड, एंजाइम होते हैं।

क्रोमेटिन गुणसूत्रों के अस्तित्व का एक अस्पिरलीकृत रूप है। सर्पिलीकृत अवस्था में, क्रोमैटिन एक अविभाजित कोशिका के केंद्रक में स्थित होता है। क्रोमैटिन और क्रोमोसोम परस्पर एक दूसरे में चले जाते हैं। रासायनिक संगठन की दृष्टि से क्रोमैटिन और क्रोमोसोम दोनों भिन्न नहीं होते हैं। रासायनिक आधार डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोप्रोटीन है - प्रोटीन के साथ डीएनए का एक जटिल। प्रोटीन की मदद से, डीएनए अणुओं की एक बहुस्तरीय पैकेजिंग होती है, जबकि क्रोमैटिन एक कॉम्पैक्ट आकार प्राप्त करता है।

न्यूक्लियोलस, आमतौर पर आकार में गोलाकार (एक या अधिक), एक झिल्ली से घिरा नहीं होता है, इसमें फाइब्रिलर प्रोटीन फिलामेंट्स और आरएनए होते हैं। न्यूक्लियोली स्थायी संरचनाएं नहीं हैं; वे कोशिका विभाजन की शुरुआत में गायब हो जाते हैं और इसके पूरा होने के बाद बहाल हो जाते हैं। न्यूक्लियोली केवल गैर-विभाजित कोशिकाओं में पाए जाते हैं। न्यूक्लियोलस में राइबोसोम का निर्माण, परमाणु प्रोटीन का संश्लेषण होता है। न्यूक्लियोली स्वयं द्वितीयक गुणसूत्र संकुचन (न्यूक्लियर आयोजक) के क्षेत्रों में बनते हैं।

केन्द्रक यूकेरियोटिक कोशिका का एक अनिवार्य हिस्सा है। कोर व्यास 5 से 20 µm तक होता है। केन्द्रक का मुख्य कार्य डीएनए के रूप में आनुवंशिक सामग्री को संग्रहीत करना और कोशिका विभाजन के दौरान इसे बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित करना है। इसके अलावा, केन्द्रक प्रोटीन संश्लेषण को नियंत्रित करता है, कोशिका की सभी जीवन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है। (वी पौधा कोशाणुनाभिक का वर्णन आर. ब्राउन द्वारा 1831 में, पशु में - टी. श्वान द्वारा 1838 में किया गया था)।

नाभिक की रासायनिक संरचना मुख्य रूप से न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन द्वारा दर्शायी जाती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना और कार्य।

माइटोकॉन्ड्रिया या चोंड्रियोसोम्स कोशिका के "पावर" स्टेशन हैं; अधिकांश श्वसन प्रतिक्रियाएं (एरोबिक चरण) उनमें स्थानीयकृत होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में, श्वसन की ऊर्जा एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) में संग्रहीत होती है। एटीपी में संग्रहीत ऊर्जा कोशिका की शारीरिक गतिविधि के लिए मुख्य स्रोत के रूप में कार्य करती है। माइटोकॉन्ड्रिया आमतौर पर लम्बे, छड़ के आकार के, 4-7 µm लंबे और 0.5-2 µm व्यास के होते हैं। एक कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या 500 से 1000 तक भिन्न हो सकती है और यह ऊर्जा चयापचय में इस अंग की भूमिका पर निर्भर करती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की रासायनिक संरचना कुछ भिन्न होती है। मूलतः ये प्रोटीन-लिपिड अंगक हैं। उनमें प्रोटीन की मात्रा 60-65% होती है, और संरचनात्मक और एंजाइमैटिक प्रोटीन लगभग समान अनुपात में होते हैं, साथ ही लगभग 30% लिपिड भी होते हैं। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि माइटोकॉन्ड्रिया में मौजूद हो न्यूक्लिक एसिड: आरएनए - 1% और डीएनए -0.5%। माइटोकॉन्ड्रिया में न केवल डीएनए, बल्कि राइबोसोम सहित संपूर्ण प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया दोहरी झिल्ली से घिरे होते हैं। झिल्लियों की मोटाई 6-10 एनएम है। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में 70% प्रोटीन होता है। मेम्ब्रेन फॉस्फोलिपिड्स को फॉस्फेटिडिलकोलाइन, फॉस्फेटिडाइलथेनॉलमाइन, साथ ही विशिष्ट फॉस्फोलिपिड, उदाहरण के लिए, कार्डियोलिपिन द्वारा दर्शाया जाता है। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली H+ को गुजरने नहीं देती और उनके परिवहन में बाधा के रूप में काम करती है।

झिल्लियों के बीच एक तरल पदार्थ से भरा पेरिमिटोकॉन्ड्रियल स्थान होता है। माइटोकॉन्ड्रिया का आंतरिक स्थान जिलेटिनस अर्ध-तरल द्रव्यमान के रूप में एक मैट्रिक्स से भरा होता है। मैट्रिक्स में क्रेब्स चक्र के एंजाइम होते हैं। आंतरिक झिल्ली प्लेटों और ट्यूबों के रूप में वृद्धि - क्राइस्टे देती है, वे माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक स्थान को अलग-अलग डिब्बों में विभाजित करते हैं। श्वसन श्रृंखला (इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला) आंतरिक झिल्ली में स्थानीयकृत होती है।

सुदूर 19वीं शताब्दी में, एक जीवित कोशिका की पहली, अभी तक पूर्ण नहीं हुई संरचना के माध्यम से एक जीवित कोशिका की संरचना का रुचिपूर्वक अध्ययन करते हुए, जीवविज्ञानियों ने इसमें कुछ आयताकार ज़िगज़ैग जैसी वस्तुओं को देखा, जिन्हें "माइटोकॉन्ड्रिया" कहा जाता था। "माइटोकॉन्ड्रिया" शब्द स्वयं दो से मिलकर बना है ग्रीक शब्द: "मिटोस" - एक धागा और "चोंड्रोस" - एक दाना, एक दाना।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं और उनकी भूमिका क्या है?

माइटोकॉन्ड्रिया दो झिल्ली वाली यूकेरियोटिक कोशिकाएं हैं जिनका मुख्य कार्य ऑक्सीकरण करना है कार्बनिक यौगिक, एटीपी अणुओं का संश्लेषण, उसके बाद उनके क्षय के बाद उत्पन्न ऊर्जा का उपयोग। यानी वास्तव में माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं का ऊर्जा आधार है, ऐसा कहा जाता है औपचारिक ज़बान, यह माइटोकॉन्ड्रिया है जो एक प्रकार के स्टेशन हैं जो कोशिकाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।

कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या कुछ से लेकर हजारों इकाइयों तक भिन्न हो सकती है। और उनमें से अधिक स्वाभाविक रूप से उन कोशिकाओं में होते हैं जहां एटीपी अणुओं के संश्लेषण की प्रक्रिया गहनता से चल रही होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया के भी अलग-अलग आकार और आकार होते हैं, उनमें गोल, लम्बी, सर्पिल और कप के आकार के प्रतिनिधि होते हैं। अधिकतर, इनका आकार गोल और लम्बा होता है, जिसका व्यास एक माइक्रोमीटर और लंबाई 10 माइक्रोमीटर तक होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया कुछ इस तरह दिखता है।

इसके अलावा, माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के चारों ओर घूम सकते हैं (वे ऐसा करंट के कारण करते हैं), और अपनी जगह पर स्थिर भी रह सकते हैं। वे हमेशा उन स्थानों पर जाते हैं जहां ऊर्जा उत्पादन की सबसे अधिक आवश्यकता होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति

पिछली बीसवीं सदी की शुरुआत में, तथाकथित सहजीवन परिकल्पना का गठन किया गया था, जिसके अनुसार माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति एक अन्य प्रोकैरियोटिक कोशिका में पेश किए गए एरोबिक बैक्टीरिया से हुई थी। इन जीवाणुओं ने कोशिका को आवश्यक पोषक तत्व प्राप्त करने के बदले में एटीपी अणुओं की आपूर्ति शुरू कर दी। और विकास की प्रक्रिया में, उन्होंने धीरे-धीरे अपनी स्वायत्तता खो दी, अपनी आनुवंशिक जानकारी का हिस्सा कोशिका नाभिक में स्थानांतरित कर दिया, एक कोशिका अंग में बदल गया।

माइटोकॉन्ड्रिया बने होते हैं:

• दो, उनमें से एक आंतरिक है, दूसरा बाहरी है,
• इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस,
• मैट्रिक्स - माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक सामग्री,
• क्रिस्टा झिल्ली का वह भाग है जो मैट्रिक्स में विकसित हुआ है
• प्रोटीन संश्लेषण प्रणाली: डीएनए, राइबोसोम, आरएनए,
• अन्य प्रोटीन और उनके कॉम्प्लेक्स, जिनमें शामिल हैं बड़ी संख्यासभी प्रकार के एंजाइम
• अन्य अणु

माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना कुछ इस तरह दिखती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी और भीतरी झिल्लियों के कार्य अलग-अलग होते हैं और इसी कारण उनकी संरचना भी भिन्न होती है। बाहरी झिल्ली संरचना में प्लाज़्मा झिल्ली के समान होती है, जो कोशिका को चारों ओर से घेरे रहती है और मुख्य रूप से एक सुरक्षात्मक बाधा की भूमिका निभाती है। हालाँकि, छोटे अणु इसमें प्रवेश कर सकते हैं, लेकिन बड़े अणुओं का प्रवेश पहले से ही चयनात्मक है।

माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर, इसके बहिर्गमन - क्राइस्टे सहित, एंजाइम स्थित होते हैं, जो मल्टीएंजाइमेटिक सिस्टम बनाते हैं। रासायनिक संरचना में प्रोटीन का प्रभुत्व है। क्राइस्टे की संख्या संश्लेषण प्रक्रियाओं की तीव्रता पर निर्भर करती है, उदाहरण के लिए, मांसपेशी कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में उनमें से बहुत सारे हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया, साथ ही क्लोरोप्लास्ट की अपनी प्रोटीन-संश्लेषण प्रणाली होती है - डीएनए, आरएनए और राइबोसोम। आनुवंशिक तंत्र में एक वलय अणु का रूप होता है - एक न्यूक्लियोटाइड, बिल्कुल बैक्टीरिया की तरह। कुछ आवश्यक प्रोटीन स्वयं माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा संश्लेषित होते हैं, और कुछ बाहर से, साइटोप्लाज्म से प्राप्त होते हैं, क्योंकि ये प्रोटीन परमाणु जीन द्वारा एन्कोड किए जाते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल कार्य

जैसा कि हमने ऊपर लिखा है, माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य कोशिका को ऊर्जा की आपूर्ति करना है, जो कई एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से कार्बनिक यौगिकों से निकाली जाती है। इनमें से कुछ प्रतिक्रियाएँ भागीदारी के साथ होती हैं, और अन्य के बाद कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है। और ये प्रतिक्रियाएं माइटोकॉन्ड्रियन के अंदर, यानी इसके मैट्रिक्स में और क्राइस्टे पर होती हैं।

इसे अलग ढंग से कहें तो, कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया की भूमिका "सेलुलर श्वसन" में सक्रिय रूप से भाग लेना है, जिसमें कार्बनिक पदार्थों का बहुत अधिक ऑक्सीकरण, हाइड्रोजन प्रोटॉन का स्थानांतरण और उसके बाद ऊर्जा की रिहाई आदि शामिल है।

माइटोकॉन्ड्रियल एंजाइम

माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली में ट्रांसलोकेस एंजाइम एडीपी को एटीपी तक पहुंचाते हैं। एटीपीस एंजाइमों से युक्त सिरों पर एटीपी का संश्लेषण होता है। ATPase श्वसन श्रृंखला की प्रतिक्रियाओं के साथ ADP फॉस्फोराइलेशन का संयुग्मन प्रदान करता है। मैट्रिक्स में क्रेब्स चक्र और फैटी एसिड ऑक्सीकरण के अधिकांश एंजाइम होते हैं

माइटोकॉन्ड्रिया, वीडियो

और अंत में, माइटोकॉन्ड्रिया के बारे में एक दिलचस्प शैक्षिक वीडियो।

बाहरी झिल्ली
भीतरी झिल्ली
आव्यूहएम-ऑन, मैट्रिक्स, क्रिस्टा. इसमें समान आकृति होती है, इसमें आक्रमण या सिलवटें नहीं बनती हैं। यह सभी कोशिका झिल्लियों के क्षेत्रफल का लगभग 7% है। इसकी मोटाई लगभग 7 एनएम है, यह साइटोप्लाज्म की किसी भी अन्य झिल्ली से जुड़ी नहीं है और स्वयं बंद है, इसलिए यह एक झिल्ली बैग है। बाहरी झिल्ली को भीतरी झिल्ली से अलग करता है इनतेरमेम्ब्रेन स्पेसलगभग 10-20 एनएम चौड़ा। आंतरिक झिल्ली (लगभग 7 एनएम मोटी) माइटोकॉन्ड्रिया की वास्तविक आंतरिक सामग्री को सीमित करती है,
इसका मैट्रिक्स या माइटोप्लाज्म। अभिलक्षणिक विशेषतामाइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर कई उभार बनाने की उनकी क्षमता है। इस तरह के आक्रमण अक्सर सपाट कटक या क्राइस्टे जैसे दिखते हैं। क्राइस्टा में झिल्लियों के बीच की दूरी लगभग 10-20 एनएम है। अक्सर, क्रिस्टा उंगली जैसी प्रक्रियाओं को शाखा दे सकता है या बना सकता है, मुड़ सकता है, और उसका कोई स्पष्ट अभिविन्यास नहीं होता है। प्रोटोजोआ, एककोशिकीय शैवाल में, उच्च पौधों और जानवरों की कुछ कोशिकाओं में, आंतरिक झिल्ली की वृद्धि ट्यूब (ट्यूबलर क्राइस्टे) की तरह दिखती है।
माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एक महीन दाने वाली सजातीय संरचना होती है; कभी-कभी पतले तंतु एक गेंद (लगभग 2-3 एनएम) में एकत्रित होते हैं और इसमें लगभग 15-20 एनएम के कण पाए जाते हैं। अब यह ज्ञात हो गया है कि माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स की किस्में माइटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लियॉइड की संरचना में डीएनए अणु हैं, और छोटे कण माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल कार्य

1. एटीपी संश्लेषण माइटोकॉन्ड्रिया में होता है (ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण देखें)

इंटरमेम्ब्रेन स्पेस का PH ~4, मैट्रिक्स का pH ~8 | एम में प्रोटीन सामग्री: 67% - मैट्रिक्स, 21% - एम-ऑन के बाहर, 6% - एम-ऑन के अंदर और 6% - इंटर-नॉम पीआर-वे में
खंड्रिओमा- माइटोकॉन्ड्रिया की एकल प्रणाली
बाहरी क्षेत्र: छिद्र-छिद्र 5 kD तक मार्ग की अनुमति देते हैं | आंतरिक एम-ऑन: कार्डियोलिपिन-आयनों के लिए अभेद्य एम-वेल बनाता है |
अंतर-नो उत्पादन: एंजाइमों के समूह फॉस्फोराइलेट न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लियोटाइड के शर्करा
आंतरिक क्षेत्र:
मैट्रिक्स: चयापचय एंजाइम - लिपिड ऑक्सीकरण, कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण, ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र, क्रेब्स चक्र
बैक्टीरिया से उत्पत्ति: अमीबा पेलोमीक्सा पलुस्ट्रिस में यूकेरियोट्स से एम नहीं होता है, एरोबिक बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में रहता है | अपना डीएनए | बैक्टीरिया बैल के समान प्रक्रियाएं

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए

मायोकॉन्ड्रिया का विभाजन

दोहराया
इंटरफेज़ में | प्रतिकृति एस-चरण से संबद्ध नहीं है | सीएल चक्र के दौरान, माइटोक्स एक बार दो भागों में विभाजित हो जाते हैं, जिससे एक संकुचन बनता है, संकुचन सबसे पहले अंदर के एम-नॉट पर होता है | ~16.5 केबी | गोलाकार, 2 आरआरएनए, 22 टीआरएनए और 13 प्रोटीन को एनकोड करता है |
प्रोटीन परिवहन: सिग्नल पेप्टाइड | उभयचर कर्ल | माइटोकॉन्ड्रियल मान्यता रिसेप्टर |
ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला
एटीपी सिंथेज़
यकृत की कोशिकाओं में, संकुचन के गठन द्वारा माइटोकॉन्ड्रिया का विभाजन ~20 दिनों तक रहता है

16569 बीपी = 13 प्रोटीन, 22 टीआरएनए, 2 पीआरएनए | चिकनी बाहरी एम-ऑन (पोरिन - 10 केडीए तक प्रोटीन पारगम्यता) मुड़ा हुआ आंतरिक (क्रिस्टे) एम-ऑन (75% प्रोटीन: परिवहन वाहक प्रोटीन, एफ-यू, श्वसन श्रृंखला के घटक और एटीपी सिंथेज़, कार्डियोलिपिन) मैट्रिक्स ( एफ-त्सामी साइट्रेट चक्र से समृद्ध) इंटर-नोए उत्पादन

माइटोकॉन्ड्रिया किसी भी कोशिका के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। इन्हें चॉन्ड्रिओसोम्स भी कहा जाता है। ये दानेदार या फिलामेंटस ऑर्गेनेल हैं जो पौधों और जानवरों के साइटोप्लाज्म का एक अभिन्न अंग हैं। वे एटीपी अणुओं के उत्पादक हैं, जो कोशिका में कई प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं का ऊर्जा आधार हैं, उनकी गतिविधि एटीपी अणुओं के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के ऑक्सीकरण और उपयोग पर आधारित होती है। जीवविज्ञानी चालू सदा भाषाइसे कोशिकाओं के लिए ऊर्जा उत्पादन केंद्र कहा जाता है।

1850 में, माइटोकॉन्ड्रिया की पहचान मांसपेशियों में कणिकाओं के रूप में की गई थी। उनकी संख्या विकास की स्थितियों के आधार पर भिन्न होती है: वे उन कोशिकाओं में अधिक जमा होते हैं जहां ऑक्सीजन की बड़ी कमी होती है। ऐसा अधिकतर शारीरिक परिश्रम के दौरान होता है। ऐसे ऊतकों में ऊर्जा की तीव्र कमी दिखाई देती है, जिसकी पूर्ति माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा की जाती है।

सहजीवन के सिद्धांत में शब्द और स्थान का उद्भव

1897 में, बेंड ने पहली बार रूप और आकार में दानेदार और फिलामेंटस संरचना को नामित करने के लिए "माइटोकॉन्ड्रियन" की अवधारणा पेश की, वे विविध हैं: मोटाई 0.6 माइक्रोन है, लंबाई 1 से 11 माइक्रोन तक है। दुर्लभ स्थितियों में, माइटोकॉन्ड्रिया हो सकता है बड़े आकारऔर शाखित नोड.

सहजीवन का सिद्धांत यह स्पष्ट विचार देता है कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं और वे कोशिकाओं में कैसे प्रकट हुए। इसमें कहा गया है कि कॉन्ड्रियोसोम जीवाणु कोशिकाओं, प्रोकैरियोट्स द्वारा क्षतिग्रस्त होने की प्रक्रिया में उत्पन्न हुआ। चूँकि वे स्वतंत्र रूप से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकते थे, इससे उनका पूर्ण विकास रुक गया और संतानें बिना किसी बाधा के विकसित हो सकीं। विकास के क्रम में, उनके बीच के संबंध ने पूर्वजों के लिए अपने जीन को अब यूकेरियोट्स में स्थानांतरित करना संभव बना दिया। इस प्रगति के कारण, माइटोकॉन्ड्रिया अब स्वतंत्र जीव नहीं रहे। उनके जीन पूल को पूरी तरह से महसूस नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह किसी भी कोशिका में मौजूद एंजाइमों द्वारा आंशिक रूप से अवरुद्ध होता है।

वे कहाँ रहते हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया साइटोप्लाज्म के उन क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं जहां एटीपी की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, हृदय के मांसपेशी ऊतक में, वे मायोफिब्रिल्स के पास स्थित होते हैं, और शुक्राणुजोज़ा में वे टूर्निकेट की धुरी के चारों ओर एक सुरक्षात्मक भेस बनाते हैं। वहां वे "पूंछ" को घुमाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार शुक्राणु अंडे की ओर बढ़ता है।

कोशिकाओं में, नए माइटोकॉन्ड्रिया का निर्माण पिछले अंगों के सरल विभाजन से होता है। इसके दौरान सभी वंशानुगत जानकारी संरक्षित रहती है।

माइटोकॉन्ड्रिया: वे कैसे दिखते हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया आकार में बेलनाकार होते हैं। वे अक्सर यूकेरियोट्स में पाए जाते हैं, जो कोशिका आयतन के 10 से 21% तक व्याप्त होते हैं। उनके आकार और आकार कई मायनों में भिन्न होते हैं और स्थितियों के आधार पर बदल सकते हैं, लेकिन चौड़ाई स्थिर है: 0.5-1 माइक्रोन। चोंड्रियोसोम्स की गति कोशिका के उन स्थानों पर निर्भर करती है जहां ऊर्जा का तेजी से व्यय होता है। वे गति करने के लिए साइटोस्केलेटन की संरचनाओं का उपयोग करते हुए, साइटोप्लाज्म के माध्यम से आगे बढ़ते हैं।

विभिन्न आकारों के माइटोकॉन्ड्रिया के प्रतिस्थापन, एक दूसरे से अलग काम करना और साइटोप्लाज्म के कुछ क्षेत्रों को ऊर्जा की आपूर्ति करना, लंबे और शाखित माइटोकॉन्ड्रिया हैं। वे कोशिकाओं के उन क्षेत्रों को ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम हैं जो एक दूसरे से दूर हैं। चोंड्रियोसोम्स का ऐसा संयुक्त कार्य न केवल एककोशिकीय जीवों में, बल्कि बहुकोशिकीय जीवों में भी देखा जाता है। चोंड्रियोसोम की सबसे जटिल संरचना स्तनधारी कंकाल की मांसपेशियों में होती है, जहां सबसे बड़े शाखित चोंड्रियोसोम इंटरमाइटोकॉन्ड्रियल जंक्शन (आईएमसी) का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

वे आसन्न माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लियों के बीच संकीर्ण अंतराल हैं। इस स्थान में उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व है। एमएमके उन कोशिकाओं में अधिक आम है जहां वे काम करने वाले चोंड्रियोसोम के साथ जुड़ते हैं।

मुद्दे को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आपको माइटोकॉन्ड्रिया के महत्व, इन अद्भुत अंगों की संरचना और कार्यों का संक्षेप में वर्णन करने की आवश्यकता है।

उनकी व्यवस्था कैसे की जाती है?

यह समझने के लिए कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं, आपको उनकी संरचना को जानना होगा। ऊर्जा का यह असामान्य स्रोत एक गेंद के आकार का है, लेकिन अधिकतर लम्बा है। दो झिल्लियाँ एक दूसरे के निकट स्थित होती हैं:

• बाहरी (चिकना);
• आंतरिक, जो पत्ती के आकार (क्रिस्टे) और ट्यूबलर (ट्यूब्यूल) आकार की वृद्धि बनाता है।

यदि आप माइटोकॉन्ड्रिया के आकार और आकार को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो उनकी संरचना और कार्य समान हैं। चोंड्रियोसोम को 6 एनएम आकार की दो झिल्लियों द्वारा सीमांकित किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्ली एक कंटेनर के समान होती है जो उन्हें हाइलोप्लाज्म से बचाती है। आंतरिक झिल्ली को 11-19 एनएम चौड़े खंड द्वारा बाहरी झिल्ली से अलग किया जाता है। आंतरिक झिल्ली की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया में चपटी लकीरों का रूप लेने की क्षमता है।

माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक गुहा एक मैट्रिक्स से भरी होती है, जिसमें एक महीन दाने वाली संरचना होती है, जहां कभी-कभी तंतु और कणिकाएं (15-20 एनएम) पाए जाते हैं। मैट्रिक्स के धागे ऑर्गेनेल बनाते हैं, और छोटे कण माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम बनाते हैं।

पहले चरण में, यह हाइलोप्लाज्म में होता है। इस स्तर पर, सब्सट्रेट या ग्लूकोज का प्रारंभिक ऑक्सीकरण तब तक होता है जब तक कि ये प्रक्रियाएं ऑक्सीजन के बिना नहीं होती हैं - अवायवीय ऑक्सीकरण। ऊर्जा उत्पादन का अगला चरण एरोबिक ऑक्सीकरण और एटीपी का टूटना है, यह प्रक्रिया कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या करते हैं?

इस अंगक के मुख्य कार्य हैं:

माइटोकॉन्ड्रिया में अपने स्वयं के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड की उपस्थिति एक बार फिर इन अंगों की उपस्थिति के सहजीवी सिद्धांत की पुष्टि करती है। साथ ही, मुख्य कार्य के अलावा, वे हार्मोन और अमीनो एसिड के संश्लेषण में भी शामिल होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल पैथोलॉजी

माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम में होने वाले उत्परिवर्तन निराशाजनक परिणाम देते हैं। मानव वाहक डीएनए है, जो माता-पिता से संतानों में पारित होता है, जबकि माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम केवल मां से पारित होता है। व्याख्या की दिया गया तथ्यबहुत सरल: बच्चों को मादा अंडे के साथ चोंड्रियोसोम्स के साथ साइटोप्लाज्म प्राप्त होता है, वे शुक्राणु में अनुपस्थित होते हैं। इस विकार से ग्रस्त महिलाएं अपनी संतानों को माइटोकॉन्ड्रियल रोग दे सकती हैं, लेकिन एक बीमार पुरुष ऐसा नहीं कर सकता।

सामान्य परिस्थितियों में, चोंड्रियोसोम्स में डीएनए की एक ही प्रतिलिपि होती है - होमोप्लाज्मी। माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम में उत्परिवर्तन हो सकता है, और स्वस्थ और उत्परिवर्तित कोशिकाओं के सह-अस्तित्व के कारण हेटरोप्लाज्मी होती है।

आधुनिक चिकित्सा के लिए धन्यवाद, आज तक 200 से अधिक बीमारियों की पहचान की गई है, जिसका कारण माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए उत्परिवर्तन था। सभी मामलों में नहीं, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल रोग चिकित्सीय रखरखाव और उपचार के लिए अच्छी प्रतिक्रिया देते हैं।

तो हमने इस सवाल का पता लगा लिया कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं। अन्य सभी अंगों की तरह, वे कोशिका के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। वे अप्रत्यक्ष रूप से उन सभी प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं जिनमें ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया (माइटोकॉन्ड्रिया; ग्रीक, मिटोस थ्रेड + चोंड्रियन ग्रेन) - जानवरों और पौधों की कोशिकाओं के कोशिका द्रव्य में मौजूद अंगक। एम. श्वसन और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, कोशिका के कामकाज के लिए आवश्यक ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, इस प्रकार इसके "पावर स्टेशनों" का प्रतिनिधित्व करते हैं।

"माइटोकॉन्ड्रिया" शब्द 1894 में एस. बेंडा द्वारा प्रस्तावित किया गया था। 30 के दशक के मध्य में। 20 वीं सदी पहली बार यकृत की कोशिकाओं से एम. को अलग करने में सफलता मिली, जिससे इन संरचनाओं की जैव रासायनिक विधियों से जांच करना संभव हो गया। 1948 में, जी. होगेबूम को इस बात का पक्का प्रमाण मिला कि एम. वास्तव में कोशिकीय श्वसन के केंद्र हैं। 60-70 के दशक में इन अंगों के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रगति हुई। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आणविक जीव विज्ञान विधियों के उपयोग के संबंध में।

एम. का आकार लगभग गोल से लेकर दृढ़ता से लम्बा होता है, जिसका आकार धागों जैसा होता है (चित्र 1)। इनका आकार 0.1 से 7 माइक्रोन तक होता है। किसी कोशिका में एम. की मात्रा ऊतक के प्रकार और जीव की कार्यात्मक अवस्था पर निर्भर करती है। तो, शुक्राणु में, एम की संख्या छोटी है - लगभग। 20 (प्रति कोशिका), स्तनधारी वृक्क नलिका उपकला कोशिकाओं में प्रत्येक में 300 तक होते हैं, और विशाल अमीबा (कैओस कैओस) में 500,000 माइटोकॉन्ड्रिया पाए गए थे। एक चूहे के यकृत कोशिका में, लगभग। 3000 एम., हालांकि, पशु की भुखमरी की प्रक्रिया में, एम. की संख्या 700 तक कम की जा सकती है। आमतौर पर एम. साइटोप्लाज्म में काफी समान रूप से वितरित होते हैं, हालांकि, कुछ ऊतकों की कोशिकाओं में, एम. हो सकता है उन क्षेत्रों में लगातार स्थानीयकरण किया जा रहा है जहां विशेष रूप से ऊर्जा की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, कंकाल की मांसपेशी में एम. अक्सर मायोफाइब्रिल्स के संकुचनशील स्थलों के संपर्क में होते हैं, जिससे सही त्रि-आयामी संरचनाएं बनती हैं। शुक्राणुजोज़ा में, एम. पूंछ के अक्षीय तंतु के चारों ओर एक सर्पिल आवरण बनाता है, जो संभवतः पूंछ की गति के लिए एम. में संश्लेषित एटीपी ऊर्जा का उपयोग करने की क्षमता के कारण होता है। एम. के अक्षतंतु में, वे सिनैप्टिक अंत के पास केंद्रित होते हैं, जहां ऊर्जा की खपत के साथ तंत्रिका आवेगों के संचरण की प्रक्रिया होती है। वृक्क नलिकाओं के उपकला की कोशिकाओं में एम. बेसल सेलुलर झिल्ली के उभार से जुड़े होते हैं। यह पानी और उसमें घुले पदार्थों के सक्रिय स्थानांतरण की प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की निरंतर और गहन आपूर्ति की आवश्यकता के कारण है, जो कि गुर्दे में होता है।

इलेक्ट्रॉन-सूक्ष्मदर्शी रूप से यह स्थापित किया गया है कि एम में दो झिल्ली होती हैं - बाहरी और आंतरिक। प्रत्येक झिल्ली की मोटाई लगभग. 6 एनएम, उनके बीच की दूरी 6-8 एनएम है। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, भीतरी माइटोकॉन्ड्रियल गुहा में उभरी हुई जटिल वृद्धि (क्रिस्टे) बनाती है (चित्र 2)। एम. का आंतरिक स्थान एक मैट्रिक्स का नाम रखता है। झिल्ली प्रोटीन और लिपिड के सघन रूप से पैक अणुओं की एक फिल्म है, जबकि मैट्रिक्स एक जेल की तरह है और इसमें घुलनशील प्रोटीन, फॉस्फेट और अन्य रसायन होते हैं। सम्बन्ध। आम तौर पर मैट्रिक्स सजातीय दिखता है, केवल नेक-री मामलों में इसमें कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों वाले पतले धागे, ट्यूब और कणिकाओं को ढूंढना संभव है।

आंतरिक झिल्ली की संरचनात्मक विशेषताओं में से, इसमें लगभग गोलाकार कणों की उपस्थिति पर ध्यान देना आवश्यक है। 8-10 एनएम के पार, एक छोटे डंठल पर बैठा हुआ और कभी-कभी मैट्रिक्स में फैला हुआ। इन कणों की खोज 1962 में एच. फर्नांडीज-मोरन ने की थी। उनमें ATPase गतिविधि वाला एक प्रोटीन होता है, जिसे F1 नामित किया गया है। प्रोटीन केवल मैट्रिक्स के सामने की ओर से आंतरिक झिल्ली से जुड़ा होता है। F1 कण एक दूसरे से 10 एनएम की दूरी पर स्थित होते हैं, और प्रत्येक M. में 10 4 -10 5 ऐसे कण होते हैं।

एम. के क्राइस्टे और आंतरिक झिल्लियों में अधिकांश श्वसन एंजाइम होते हैं (देखें), श्वसन एंजाइम एक दूसरे से 20 एनएम की दूरी पर एम. के क्राइस्टे में नियमित अंतराल पर वितरित कॉम्पैक्ट एन्सेम्बल में व्यवस्थित होते हैं।

लगभग सभी प्रकार के जानवरों और पौधों की कोशिकाओं का एम. एक ही सिद्धांत के अनुसार निर्मित होता है, हालांकि, विवरण में विचलन संभव है। तो, क्रिस्टे न केवल ऑर्गेनॉइड की लंबी धुरी पर स्थित हो सकता है, बल्कि अनुदैर्ध्य रूप से भी स्थित हो सकता है, उदाहरण के लिए, अक्षतंतु के सिनैप्टिक ज़ोन के एम में। कुछ मामलों में, क्रिस्टा शाखा कर सकता है। प्राथमिक जीवों के एम में, नेक-राई कीड़े और अधिवृक्क ग्रंथियों के ग्लोमेरुलर क्षेत्र की कोशिकाओं में क्रिस्टा में नलिकाओं का रूप होता है। क्राइस्टे की संख्या भिन्न-भिन्न होती है; तो, यकृत कोशिकाओं और रोगाणु कोशिकाओं के एम में, बहुत कम क्रिस्टा होते हैं और वे छोटे होते हैं, जबकि मैट्रिक्स प्रचुर मात्रा में होता है; मांसपेशी कोशिकाओं के एम में, क्राइस्टे असंख्य हैं, और थोड़ा मैट्रिक्स है। एक राय है कि क्रिस्टी की संख्या एम की ऑक्सीडेटिव गतिविधि से संबंधित है।

एम की आंतरिक झिल्ली में, तीन प्रक्रियाएं समानांतर में की जाती हैं: क्रेब्स चक्र के सब्सट्रेट का ऑक्सीकरण (ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र देखें), इस दौरान जारी इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण, और उच्च के गठन के माध्यम से ऊर्जा का संचय -एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट के ऊर्जा बंधन (एडेनोसिन फॉस्फोरिक एसिड देखें)। एम. का मुख्य कार्य एटीपी संश्लेषण (एडीपी और अकार्बनिक फास्फोरस से) और एरोबिक ऑक्सीकरण प्रक्रिया (जैविक ऑक्सीकरण देखें) का संयुग्मन है। एटीपी अणुओं में संचित ऊर्जा को यांत्रिक (मांसपेशियों में), विद्युत () में परिवर्तित किया जा सकता है तंत्रिका तंत्र), ऑस्मोटिक (गुर्दे), आदि। एरोबिक श्वसन की प्रक्रियाएं (जैविक ऑक्सीकरण देखें) और इसके साथ जुड़े ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण (देखें) एम के मुख्य कार्य हैं। इसके अलावा, एम की बाहरी झिल्ली में ऑक्सीकरण हो सकता है। फैटी टू-टी, फॉस्फोलिपिड्स और कुछ अन्य यौगिक।

1963 में, नैस और नैस (एम. नैस, एस. नैस) ने पाया कि एम. में डीएनए (एक या अधिक अणु) होता है। अब तक अध्ययन किए गए पशु कोशिकाओं के सभी माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में सहसंयोजक रूप से बंद रिंग डाया शामिल हैं। ठीक है। 5 एनएम. पौधों में, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए बहुत लंबा होता है और हमेशा अंगूठी के आकार का नहीं होता है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए कई मायनों में परमाणु डीएनए से भिन्न होता है। डीएनए प्रतिकृति सामान्य तंत्र के माध्यम से होती है, लेकिन परमाणु डीएनए की प्रतिकृति के साथ समय पर मेल नहीं खाती है। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए अणु में निहित आनुवंशिक जानकारी की मात्रा स्पष्ट रूप से एम में निहित सभी प्रोटीन और एंजाइमों को एनकोड करने के लिए पर्याप्त नहीं है। माइटोकॉन्ड्रियल जीन मुख्य रूप से संरचनात्मक झिल्ली प्रोटीन और माइटोकॉन्ड्रियल मॉर्फोजेनेसिस में शामिल प्रोटीन को एनकोड करते हैं। एम. का अपना परिवहन आरएनए और सिंथेटेस होता है, इसमें प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक सभी घटक होते हैं; उनके राइबोसोम साइटोप्लाज्मिक राइबोसोम से छोटे होते हैं और जीवाणु राइबोसोम के समान होते हैं।

एम. की जीवन प्रत्याशा काफी छोटी है। तो, एम की आधी मात्रा का नवीनीकरण समय लीवर के लिए 9.6-10.2 दिन और किडनी के लिए 12.4 दिन है। एम. की आबादी की पुनःपूर्ति, एक नियम के रूप में, पहले से मौजूद (मातृ) एम. से उनके विभाजन या नवोदित होने से होती है।

लंबे समय से यह सुझाव दिया गया है कि विकास की प्रक्रिया में एम. संभवतः बैक्टीरिया जैसे जीवों के साथ आदिम न्यूक्लियेटेड कोशिकाओं के एंडोसिम्बायोसिस द्वारा उत्पन्न हुआ। इसके लिए बड़ी मात्रा में सबूत हैं: अपने स्वयं के डीएनए की उपस्थिति, कोशिका नाभिक के डीएनए की तुलना में बैक्टीरिया के डीएनए के समान; एम. में राइबोसोम की उपस्थिति; डीएनए पर निर्भर आरएनए का संश्लेषण; जीवाणुरोधी दवा - क्लोरैम्फेनिकॉल के प्रति माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन की संवेदनशीलता; श्वसन श्रृंखला के कार्यान्वयन में बैक्टीरिया के साथ समानता; मॉर्फोल।, जैव रासायनिक, और फ़िज़ियोल, आंतरिक और बाहरी झिल्ली के बीच अंतर। सहजीवी सिद्धांत के अनुसार मेजबान कोशिका को अवायवीय जीव माना जाता है, टू-रोगो के लिए ऊर्जा का एक स्रोत ग्लाइकोलाइसिस (साइटोप्लाज्म में प्रवाहित होना) है। "सहजीवन" में क्रेब्स चक्र और श्वसन श्रृंखला का एहसास होता है; यह श्वसन और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण में सक्षम है (देखें)।

एम. बहुत लचीले इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनोइड हैं, जो किसी भी पेटोल, स्थितियों के उभरने पर दूसरों की तुलना में पहले प्रतिक्रिया करते हैं। किसी कोशिका में एम. की संख्या में परिवर्तन (या बल्कि, उनकी आबादी में) या उनकी संरचना में परिवर्तन संभव है। जैसे, उपवास के दौरान आयनकारी विकिरण की क्रिया, एम. की संख्या कम हो जाती है। संरचनात्मक परिवर्तनों में आमतौर पर पूरे ऑर्गेनॉइड की सूजन, मैट्रिक्स ज्ञानोदय, क्राइस्टे का विनाश और बाहरी झिल्ली की अखंडता का उल्लंघन शामिल होता है।

सूजन के साथ एम की मात्रा में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है। विशेष रूप से, मायोकार्डियल इस्किमिया के साथ, एम की मात्रा 10 गुना या उससे अधिक बढ़ जाती है। सूजन दो प्रकार की होती है: एक मामले में, यह कोशिका के अंदर आसमाटिक दबाव में बदलाव से जुड़ी होती है, दूसरे मामलों में, एंजाइमी प्रतिक्रियाओं और प्राथमिक कार्यात्मक विकारों से जुड़े सेलुलर श्वसन में परिवर्तन के साथ जो पानी के चयापचय में परिवर्तन का कारण बनती है। सूजन के अलावा, एम का रिक्तीकरण हो सकता है।

पैटोल, स्थिति (हाइपोक्सिया, हाइपरफंक्शन, नशा) पैदा करने वाले कारणों के बावजूद, एम. में परिवर्तन काफी रूढ़िबद्ध और निरर्थक हैं।

एम. की संरचना और कार्य में ऐसे परिवर्तन देखे गए हैं, जिससे राई, जाहिरा तौर पर, बीमारी का कारण बन गई। 1962 में, आर. लूफ़्ट ने "माइटोकॉन्ड्रियल रोग" के एक मामले का वर्णन किया। तीव्र रूप से बढ़ी हुई चयापचय दर (सामान्य थायरॉयड फ़ंक्शन के साथ) वाले एक रोगी को कंकाल की मांसपेशी में एक पंचर हुआ और एम की बढ़ी हुई संख्या के साथ-साथ क्राइस्ट की संरचना का उल्लंघन भी मिला। गंभीर थायरोटॉक्सिकोसिस में यकृत कोशिकाओं में दोषपूर्ण माइटोकॉन्ड्रिया भी देखा गया। अंगूर (जे. विनोग्राड) और अन्य। (1937 से 1969 तक) पाया गया कि ल्यूकेमिया के कुछ प्रकार वाले रोगियों में, ल्यूकोसाइट्स से माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए सामान्य से काफी अलग था। वे खुले छल्ले या जुड़े हुए छल्लों के समूह थे। कीमोथेरेपी के परिणामस्वरूप इन असामान्य रूपों की आवृत्ति कम हो गई।

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टी. ए. ज़ेलेटेवा।