Үүнийг митохондри гэж нэрлэдэг. Митохондри

Ургамлын эсийн цөмийн бүтэц, үүрэг.

Голэукариот эсийн чухал хэсэг юм. Энэ бол удамшлын мэдээллийг хадгалах, үржүүлэх газар юм. Цөм нь бодисын солилцоо, эсэд тохиолддог бараг бүх үйл явцыг хянах төв болдог. Ихэнх тохиолдолд эсүүд зөвхөн нэг цөмтэй байдаг, ховор тохиолдолд хоёр ба түүнээс дээш байдаг. Түүний хэлбэр нь ихэвчлэн бөмбөрцөг эсвэл эллипсоид хэлбэртэй байдаг. Залуу, ялангуяа меристемийн эсүүдэд энэ нь төв байр эзэлдэг боловч хожим нь ихэвчлэн өсөн нэмэгдэж буй вакуолоор түлхэгдэн бүрхүүл рүү шилждэг. Гаднах нь цөм нь давхар мембранаар бүрхэгдсэн байдаг - цөмийн дугтуй, нүх сүвээр нэвчсэн (цөмийн нүх сүв нь динамик формацууд бөгөөд тэдгээр нь нээгдэж, хаагдах боломжтой; ийм байдлаар цөм ба цитоплазмын хоорондох солилцоог зохицуулж болно) ирмэг дээр гаднах мембран нь дотоод мембран руу ордог. Гаднах цөмийн мембран нь EPS-ийн мембраны сувгуудтай холбогддог. Энэ нь рибосом агуулдаг. Дотоод мембран нь инвагинацийг өгч чаддаг.

Цөмийн дотоод агуулга нь хроматин ба нуклеоли агуулсан кариоплазм, рибосомууд юм. Кариоплазм (нуклеоплазм) нь цөмийн бүтэц (хроматин ба нуклеоли) хоорондын зайг дүүргэдэг вазелин шиг уусмал юм. Энэ нь ион, нуклеотид, фермент агуулдаг.

Хроматин бол хромосомын оршин тогтнох цөхрөлгүй хэлбэр юм. Сэтгэлийн хямралд орсон тохиолдолд хроматин нь хуваагддаггүй эсийн цөмд байрладаг. Хроматин ба хромосомууд бие биедээ дамждаг. Химийн зохион байгуулалтын хувьд хроматин ба хромосом хоёулаа ялгаатай байдаггүй. Химийн үндэс нь дезоксирибонуклеопротеин - уураг бүхий ДНХ-ийн цогцолбор юм. Уургийн тусламжтайгаар ДНХ молекулуудын олон түвшний савлагаа үүсдэг бол хроматин нь нягт хэлбэрийг олж авдаг.

Бөөм нь ихэвчлэн бөмбөрцөг хэлбэртэй (нэг ба түүнээс дээш) мембранаар хүрээлэгдээгүй, фибрилляр уургийн утас, РНХ агуулдаг. Nucleoli нь байнгын формац биш бөгөөд эсийн хуваагдлын эхэн үед алга болж, дууссаны дараа сэргээгддэг. Nucleoli зөвхөн хуваагддаггүй эсүүдэд байдаг. Цөмд рибосом үүсэх, цөмийн уургийн нийлэгжилт явагддаг. Цөм нь өөрөө хоёрдогч хромосомын нарийсалт (цөмийн зохион байгуулагч) хэсэгт үүсдэг.

Цөм нь эукариот эсийн салшгүй хэсэг юм. Цөмийн диаметр нь 5-аас 20 микрон хооронд хэлбэлздэг. Цөмийн гол үүрэг нь удамшлын материалыг ДНХ хэлбэрээр хадгалж, эсийн хуваагдлын үед охин эс рүү шилжүүлэх явдал юм. Нэмж дурдахад цөм нь уургийн нийлэгжилтийг удирдаж, эсийн амьдралын бүхий л үйл явцыг хянадаг. (В ургамлын эсцөмийг 1831 онд Р.Браун, амьтанд - 1838 онд Т.Шванн дүрсэлсэн байдаг.

Цөмийн химийн найрлага нь голчлон нуклейн хүчил ба уургаар илэрхийлэгддэг.

Митохондрийн бүтэц, үүрэг.

Митохондри буюу хондриосомууд нь эсийн "хүчний" станцууд бөгөөд амьсгалын урвалын ихэнх хэсэг (аэробик фаз) тэдгээрт байрладаг. Митохондри дахь амьсгалын энерги нь аденозин трифосфат (ATP) -д хадгалагддаг. ATP-д хуримтлагдсан энерги нь эсийн физиологийн үйл ажиллагааны гол эх үүсвэр болдог. Митохондри нь ихэвчлэн сунасан, саваа хэлбэртэй, 4-7 мкм урт, 0.5-2 мкм диаметртэй байдаг. Нэг эс дэх митохондрийн тоо 500-1000 хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ эрхтэн нь энергийн солилцоонд гүйцэтгэх үүрэгээс хамаарна.

Митохондрийн химийн найрлага нь зарим талаараа ялгаатай байдаг. Үндсэндээ эдгээр нь уураг-липидийн органелл юм. Тэдгээрийн уургийн агууламж 60-65%, бүтцийн болон ферментийн уургууд нь ойролцоогоор тэнцүү хувь хэмжээ, түүнчлэн 30% орчим липид агуулдаг. Митохондри агуулсан байх нь маш чухал юм нуклейн хүчил: РНХ - 1% ба ДНХ -0.5%. Митохондри нь зөвхөн ДНХ төдийгүй уургийн нийлэгжилтийн бүх систем, түүний дотор рибосомыг агуулдаг.

Митохондри нь давхар мембранаар хүрээлэгдсэн байдаг. Мембрануудын зузаан нь 6-10 нм байна. Митохондрийн мембран нь 70% уураг байдаг. Мембран фосфолипидууд нь фосфатидилхолин, фосфатидилетаноламин, түүнчлэн өвөрмөц фосфолипид, жишээлбэл, кардиолипинээр төлөөлдөг. Митохондрийн мембран нь H+-ийг нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй бөгөөд тэдгээрийг тээвэрлэхэд саад болдог.

Мембрануудын хооронд шингэнээр дүүрсэн перимитохондрийн орон зай байдаг. Митохондрийн дотоод орон зай нь желатин хагас шингэн масс хэлбэрийн матрицаар дүүрдэг. Матриц нь Кребсын мөчлөгийн ферментүүдийг агуулдаг. Дотор мембран нь ургалт үүсгэдэг - ялтсууд ба гуурсан хоолой хэлбэртэй, тэдгээр нь митохондрийн дотоод орон зайг салангид хэсгүүдэд хуваадаг. Амьсгалын гинж (электрон тээвэрлэх гинж) нь дотоод мембранд байрладаг.

Эрт 19-р зуунд амьд эсийн бүтцийг амьд эсийн анхны, хараахан төгс болоогүй бүтцээр нь сонирхож судалж байхдаа биологичид түүнээс "митохондри" гэж нэрлэгддэг гонзгой зигзаг хэлбэртэй объектуудыг анзаарчээ. "Митохондри" гэсэн нэр томъёо нь өөрөө хоёроос бүрдэнэ Грек үгс: "mitos" - утас ба "chondros" - үр тариа, үр тариа.

Митохондри гэж юу вэ, тэдгээрийн үүрэг

Митохондри нь хоёр мембрантай эукариот эсүүд бөгөөд гол үүрэг нь исэлдүүлэх явдал юм органик нэгдлүүд, ATP молекулуудын нийлэгжилт, тэдгээрийн задралын дараа үүссэн энергийн хэрэглээ. Энэ нь үнэн хэрэгтээ митохондри нь эсийн энергийн үндэс юм дүрслэлийн хэлЭнэ нь эсэд шаардлагатай энергийг үүсгэдэг нэг төрлийн станц болох митохондри юм.

Эсийн митохондрийн тоо хэд хэдэн мянгаас хэдэн мянган нэгж хооронд хэлбэлзэж болно. Тэдгээрийн ихэнх нь ATP молекулуудын синтезийн үйл явц эрчимтэй явагдаж байгаа эсүүдэд байдаг.

Митохондриа өөрөө өөр өөр хэлбэр, хэмжээтэй байдаг бөгөөд тэдгээрийн дунд бөөрөнхий, сунасан, спираль, аяга хэлбэртэй төлөөлөгчид байдаг. Ихэнхдээ тэдний хэлбэр нь нэг микрометр диаметртэй, 10 микрометр хүртэл урттай дугуй хэлбэртэй байдаг.

Митохондри ийм харагддаг.

Түүнчлэн, митохондри нь эсийг тойрон хөдөлж чаддаг (тэд гүйдлийн ачаар үүнийг хийдэг), байрандаа хөдөлгөөнгүй хэвээр үлддэг. Тэд үргэлж эрчим хүч үйлдвэрлэх шаардлагатай газрууд руу шилждэг.

Митохондрийн гарал үүсэл

Өнгөрсөн 20-р зууны эхэн үед симбиогенезийн таамаглал бий болсон бөгөөд үүний дагуу митохондри нь өөр прокариот эсэд нэвтэрсэн аэробик бактериас гаралтай байдаг. Эдгээр бактери нь шаардлагатай шим тэжээлээ хүлээн авсныхаа хариуд эсийг ATP молекулуудаар хангаж эхэлсэн. Хувьслын явцад тэд бие даасан байдлаа аажмаар алдаж, генетик мэдээллийнхээ нэг хэсгийг эсийн цөмд шилжүүлж, эсийн органелл болж хувирав.

Митохондри нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ.

• хоёр, тэдгээрийн нэг нь дотоод, нөгөө нь гадаад,
• мембран хоорондын зай,
• матриц - митохондрийн дотоод агуулга,
• Криста бол матрицад ургасан мембраны хэсэг юм
• уургийн синтезийн систем: ДНХ, рибосом, РНХ,
• бусад уураг ба тэдгээрийн цогцолборууд, үүнд том тообүх төрлийн ферментүүд
• бусад молекулууд

Митохондрийн бүтэц ийм харагдаж байна.

Митохондрийн гадна ба дотоод мембран нь өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ шалтгааны улмаас тэдгээрийн найрлага өөр өөр байдаг. Гаднах мембран нь бүтцийн хувьд плазмын мембрантай төстэй бөгөөд эсийг өөрөө хүрээлж, голчлон хамгаалалтын саадыг гүйцэтгэдэг. Гэсэн хэдий ч жижиг молекулууд үүнийг нэвтэрч чаддаг ч том молекулуудын нэвтрэлт аль хэдийн сонгомол байдаг.

Митохондрийн дотоод мембран дээр, түүний дотор ургалт - кристал, ферментүүд байрладаг бөгөөд олон ферментийн системийг бүрдүүлдэг. Химийн найрлагад уураг давамгайлдаг. Кристагийн тоо нь синтезийн үйл явцын эрчмээс хамаардаг, жишээлбэл, булчингийн эсийн митохондрид маш олон байдаг.

Митохондри, түүнчлэн хлоропласт нь өөрийн уураг нийлэгжүүлэх системтэй байдаг - ДНХ, РНХ, рибосомууд. Генетикийн аппарат нь нянгийн нэгэн адил цагираг молекул - нуклеотид хэлбэртэй байдаг. Шаардлагатай уургийн заримыг митохондри өөрөө нийлэгжүүлдэг бол заримыг нь гаднаас буюу цитоплазмаас гаргаж авдаг, учир нь эдгээр уургууд нь цөмийн генээр кодлогдсон байдаг.

Митохондрийн үйл ажиллагаа

Дээр дурдсанчлан, митохондрийн гол үүрэг нь олон тооны ферментийн урвалаар органик нэгдлүүдээс гаргаж авсан энергийг эсийг хангах явдал юм. Эдгээр урвалын зарим нь оролцоотойгоор явагддаг бөгөөд бусад нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулдаг. Мөн эдгээр урвалууд нь митохондри дотор, өөрөөр хэлбэл түүний матриц, кристал дээр хоёуланд нь тохиолддог.

Өөрөөр хэлбэл, эс дэх митохондрийн үүрэг нь "эсийн амьсгал" -д идэвхтэй оролцдог бөгөөд үүнд органик бодисын исэлдэлт, устөрөгчийн протоныг шилжүүлэх, дараа нь энерги ялгарах гэх мэт орно.

Митохондрийн ферментүүд

Митохондрийн дотоод мембран дахь транслоказын ферментүүд нь ADP-ийг ATP руу шилжүүлдэг. ATPase ферментээс бүрдэх толгой дээр ATP нийлэгждэг. ATPase нь амьсгалын замын гинжин хэлхээний урвалтай ADP-ийн фосфоржилтын коньюгацийг хангадаг. Матриц нь Кребсын цикл ба өөх тосны хүчлийн исэлдэлтийн ихэнх ферментийг агуулдаг

Митохондри, видео

Эцэст нь митохондрийн тухай сонирхолтой боловсролын видео.

гаднах мембран
Дотоод мембран
Матриц m-on, матриц, Кристае. Энэ нь жигд контуртай, нэвчилт, атираа үүсгэдэггүй. Энэ нь бүх эсийн мембраны талбайн 7 орчим хувийг эзэлдэг. Түүний зузаан нь 7 нм орчим бөгөөд цитоплазмын бусад мембрантай холбоогүй бөгөөд өөрөө хаалттай байдаг тул энэ нь мембран уут юм. Гаднах мембраныг дотроос нь тусгаарладаг мембран хоорондын зайойролцоогоор 10-20 нм өргөн. Дотоод мембран (ойролцоогоор 7 нм зузаантай) нь митохондрийн дотоод агуулгыг хязгаарладаг.
түүний матриц эсвэл митоплазм. онцлог шинжМитохондрийн дотоод мембран нь митохондрийн дотор олон тооны цухуйх чадвар юм. Ийм довтолгоо нь ихэвчлэн хавтгай нуруу, эсвэл кристал шиг харагддаг. Криста дахь мембран хоорондын зай нь ойролцоогоор 10-20 нм байна. Ихэнхдээ криста нь хуруу шиг үйл явц үүсгэдэг, нугалж, тодорхой чиг баримжаагүй байдаг. Эгэл биет, нэг эсийн замаг, өндөр ургамал, амьтны зарим эсэд дотоод мембраны ургалт нь гуурсан хоолой (хоолой хэлбэртэй) шиг харагддаг.
Митохондрийн матриц нь нарийн ширхэгтэй нэгэн төрлийн бүтэцтэй, заримдаа бөмбөлөг хэлбэртэй нимгэн утаснууд (ойролцоогоор 2-3 нм) цуглардаг ба 15-20 нм хэмжээтэй мөхлөгүүд илэрдэг. Митохондрийн матрицын хэлхээ нь митохондрийн нуклеоидын найрлага дахь ДНХ молекулууд, жижиг мөхлөгүүд нь митохондрийн рибосомууд болох нь одоо тодорхой болсон.

Митохондрийн үйл ажиллагаа

1. ATP синтез нь митохондрид явагддаг (Исэлдүүлэгч фосфоржилтыг үзнэ үү)

Мембран хоорондын зайны PH ~4, матрицын рН ~8 | м-ийн уургийн агууламж: 67% - матриц, 21% - гадна m-on, 6% - дотор m-on ба 6% - interm-nom pr-ve
Хандриома- митохондрийн нэг систем
гадаа талбай: сүвэрхэг нүх нь 5 кД хүртэл нэвтрэх боломжийг олгодог дотоод m-on: кардиолипин-ионуудад нэвтэршгүй м-худаг болгодог |
завсрын үйлдвэрлэл: ферментийн бүлгүүд нуклеотидыг фосфоржуулдаг ба нуклеотидын сахар
дотоод талбай:
матриц: бодисын солилцооны ферментүүд - липидийн исэлдэлт, нүүрс усны исэлдэлт, трикарбоксилын хүчлийн мөчлөг, Кребсийн мөчлөг
Бактерийн гарал үүсэл: amoeba Pelomyxa palustris нь эукариотуудаас м агуулаагүй, аэробик бактеритай симбиозоор амьдардаг | өөрийн ДНХ | бактерийн үхэртэй төстэй үйл явц

Митохондрийн ДНХ

миохондрийн хуваагдал

хуулбарласан
интерфазад | хуулбарлах нь S-фазтай холбоогүй | cl мөчлөгийн үед митохууд нэг удаа хоёр хуваагдаж, нарийсгалыг үүсгэдэг, нарийсалт нь эхлээд дотроо m-биш | ~16.5 кб | дугуй хэлбэртэй, 2 рРНХ, 22 тРНХ, 13 уураг кодлодог |
уургийн тээвэрлэлт: дохионы пептид | амфифил буржгар | митохондрийн таних рецептор |
Исэлдэлтийн фосфоржилт
Электрон зөөвөрлөх хэлхээ
ATP синтаза
элэгний эсэд 20 хоног амьдардаг митохондри нарийсч, хуваагддаг.

16569 bp = 13 уураг, 22 tRNA, 2 pRNA | гөлгөр гадна m-on (порин - 10 кДа хүртэл уургийн нэвчилт) атираат дотоод (кристал) м-он (уургийн 75%: тээвэрлэгч уураг, f-та, амьсгалын гинжин хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсэг ба ATP синтаза, кардиолипин) матриц ( ф-цами цитрат циклээр баяжуулсан) интерм-ноэ үйлдвэрлэл

Митохондри бол аливаа эсийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Тэдгээрийг мөн хондриосом гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь ургамал, амьтны цитоплазмын салшгүй хэсэг болох мөхлөгт эсвэл судалтай органелл юм. Эдгээр нь эсийн доторх олон процесст зайлшгүй шаардлагатай ATP молекулуудыг үүсгэдэг.

Митохондри гэж юу вэ?

Митохондри нь эсийн энергийн суурь бөгөөд тэдгээрийн үйл ажиллагаа нь ATP молекулуудын задралын явцад ялгардаг энергийн исэлдэлт, ашиглалтад суурилдаг. Биологичид энгийн хэллэгүүнийг эсийн эрчим хүч үүсгэгч станц гэж нэрлэдэг.

1850 онд митохондри нь булчингийн мөхлөгүүд болохыг тогтоожээ. Тэдний тоо өсөлтийн нөхцлөөс хамааран өөр өөр байдаг: хүчилтөрөгчийн дутагдал ихтэй эсүүдэд илүү их хуримтлагддаг. Энэ нь ихэвчлэн биеийн тамирын дасгал хийх үед тохиолддог. Ийм эдэд эрчим хүчний хурц дутагдал гарч ирдэг бөгөөд энэ нь митохондриар нөхөгддөг.

Симбиогенезийн онол дахь нэр томъёо, байр суурь

1897 онд Бенд мөхлөгт ба судалтай бүтцийг хэлбэр, хэмжээгээр тодорхойлохын тулд "митохондри" гэсэн ойлголтыг анх нэвтрүүлсэн бөгөөд тэдгээр нь олон янз байдаг: зузаан нь 0.6 микрон, урт нь 1-11 микрон юм. Ховор тохиолдолд митохондри байж болно том хэмжээболон салаалсан зангилаа.

Симбиогенезийн онол нь митохондри гэж юу болох, эсэд хэрхэн үүссэн талаар тодорхой ойлголт өгдөг. Хондриосом нь нянгийн эсүүд болох прокариотуудаар гэмтэх явцад үүссэн гэжээ. Тэд бие даан хүчилтөрөгчийг эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглаж чадахгүй байсан тул энэ нь тэдний бүрэн хөгжилд саад болж, удам угсаа нь саадгүй хөгжих боломжтой байв. Хувьслын явцад тэдгээрийн хоорондын холбоо нь удам угсаа генийг одоогийн эукариотуудад шилжүүлэх боломжийг олгосон. Энэхүү дэвшлийн ачаар митохондри бие даасан организм байхаа больсон. Тэдний удмын санг бүрэн хэрэгжүүлэх боломжгүй, учир нь аль ч эсэд байдаг ферментээр хэсэгчлэн хаагддаг.

Тэд хаана амьдардаг вэ?

Митохондри нь ATP шаардлагатай цитоплазмын хэсгүүдэд төвлөрдөг. Жишээлбэл, зүрхний булчингийн эдэд тэдгээр нь миофибриллийн ойролцоо байрладаг бөгөөд spermatozoa-д тэдгээр нь боолтны тэнхлэгийн эргэн тойронд хамгаалалтын далдлал үүсгэдэг. Тэнд тэд "сүүл" эргэхийн тулд маш их энерги гаргадаг. Ийм байдлаар эр бэлгийн эс өндөг рүү шилждэг.

Эсэд шинэ митохондри нь өмнөх органеллуудын энгийн хуваагдалаар үүсдэг. Энэ хугацаанд бүх удамшлын мэдээлэл хадгалагдана.

Митохондри: тэд ямар харагддаг вэ?

Митохондри нь цилиндр хэлбэртэй байдаг. Тэд ихэвчлэн эукариотуудад байдаг бөгөөд эсийн эзэлхүүний 10-21% -ийг эзэлдэг. Тэдний хэмжээ, хэлбэр нь олон талаараа ялгаатай бөгөөд нөхцөл байдлаас шалтгаалан өөрчлөгдөж болох боловч өргөн нь тогтмол байдаг: 0.5-1 микрон. Хондриосомын хөдөлгөөн нь эсийн эрчим хүчний хурдан зарцуулалтаас хамаардаг. Тэд цитоплазмаар дамжин хөдөлж, эсийн араг ясны бүтцийг ашиглан хөдөлдөг.

Өөр өөр хэмжээтэй митохондриудыг сольж, бие биенээсээ тусад нь ажиллаж, цитоплазмын тодорхой бүсийг эрчим хүчээр хангадаг урт, салаалсан митохондри юм. Тэд бие биенээсээ хол зайд байрлах эсийн хэсгүүдийг эрчим хүчээр хангах чадвартай. Хондриосомын ийм хамтарсан ажил нь зөвхөн нэг эсийн организмд төдийгүй олон эсийн организмд ажиглагддаг. Хондриосомын хамгийн нарийн бүтэц нь хөхтөн амьтдын араг ясны булчинд тохиолддог бөгөөд хамгийн том салаалсан хондриосомууд нь завсрын холбоосууд (IMCs) ашиглан бие биетэйгээ холбогддог.

Эдгээр нь зэргэлдээх митохондрийн мембрануудын хоорондох нарийн завсар юм. Энэ орон зай өндөр электрон нягттай. MMK нь ажиллаж буй хондриосомуудтай холбогддог эсүүдэд илүү түгээмэл байдаг.

Асуудлыг илүү сайн ойлгохын тулд та митохондрийн ач холбогдол, эдгээр гайхалтай эрхтэнүүдийн бүтэц, үйл ажиллагааны талаар товч тайлбарлах хэрэгтэй.

Тэд хэрхэн зохион байгуулагдсан бэ?

Митохондри гэж юу болохыг ойлгохын тулд тэдгээрийн бүтцийг мэдэх хэрэгтэй. Энэхүү ер бусын энергийн эх үүсвэр нь бөмбөг хэлбэртэй боловч ихэвчлэн уртасдаг. Хоёр мембран нь хоорондоо ойрхон байрладаг.

• гаднах (гөлгөр);
• дотоод, энэ нь навч хэлбэртэй (хөрсөг) ба гуурсан хоолой (гуурсан хоолой) хэлбэрийн ургалт үүсгэдэг.

Хэрэв та митохондрийн хэмжээ, хэлбэрийг тооцохгүй бол тэдгээр нь ижил бүтэц, үүрэг гүйцэтгэдэг. Хондриосом нь 6 нм хэмжээтэй хоёр мембранаар тусгаарлагдсан байдаг. Митохондрийн гаднах мембран нь гиалоплазмаас хамгаалдаг савтай төстэй. Дотор мембран нь гаднахаас 11-19 нм өргөнтэй хэсэгээр тусгаарлагддаг. Дотор мембраны өвөрмөц шинж чанар нь хавтгайрсан нуруу хэлбэртэй митохондри руу цухуйх чадвар юм.

Митохондрийн дотоод хөндий нь нарийн ширхэгтэй бүтэцтэй матрицаар дүүрсэн байдаг ба тэнд судал, мөхлөг (15-20 нм) заримдаа олддог. Матрицын утаснууд нь органеллуудыг үүсгэдэг ба жижиг мөхлөгүүд нь митохондрийн рибосомуудыг үүсгэдэг.

Эхний үе шатанд энэ нь гиалоплазмд явагддаг. Энэ үе шатанд субстрат буюу глюкозын анхны исэлдэлт нь эдгээр процедурыг хүчилтөрөгчгүйгээр хийх хүртэл явагддаг - агааргүй исэлдэлт. Эрчим хүч үйлдвэрлэх дараагийн үе шат бол ATP-ийн аэробик исэлдэлт ба задрал бөгөөд энэ үйл явц нь эсийн митохондрид тохиолддог.

Митохондри юу хийдэг вэ?

Энэ эрхтэний үндсэн үүрэг нь:

Митохондрид өөрийн дезоксирибонуклеин хүчил байгаа нь эдгээр органеллуудын харагдах симбиотик онолыг дахин баталж байна. Мөн үндсэн ажлаас гадна гормон, амин хүчлүүдийн нийлэгжилтэнд оролцдог.

Митохондрийн эмгэг

Митохондрийн геномд тохиолддог мутаци нь сэтгэл гутралын үр дагаварт хүргэдэг. Хүний тээвэрлэгч нь ДНХ бөгөөд эцэг эхээс үр удамд дамждаг бол митохондрийн геном нь зөвхөн эхээс дамждаг. Тайлбарласан баримт өгсөнмаш энгийн: хүүхдүүд эмэгтэй өндөгний хамт хавсаргасан хондриосом бүхий цитоплазмыг хүлээн авдаг бөгөөд тэдгээр нь эр бэлгийн эсэд байдаггүй. Энэ эмгэгтэй эмэгтэйчүүд үр удамд митохондрийн өвчнөөр өвчлөх боломжтой, харин өвчтэй эрэгтэй хүн чадахгүй.

Хэвийн нөхцөлд хондриосомууд ДНХ-ийн ижил хуулбартай байдаг - гомоплазми. Мутаци нь митохондрийн геномд тохиолдож болох ба гетероплазми нь эрүүл, мутацид орсон эсүүд зэрэгцэн оршдогтой холбоотой байдаг.

Орчин үеийн анагаах ухааны ачаар өнөөг хүртэл 200 гаруй өвчин илэрсэн бөгөөд үүний шалтгаан нь митохондрийн ДНХ-ийн мутаци байсан юм. Бүх тохиолдолд биш, харин митохондрийн өвчин нь эмчилгээний арчилгаа, эмчилгээнд сайнаар нөлөөлдөг.

Тиймээс бид митохондри гэж юу вэ гэсэн асуултыг олж мэдсэн. Бусад бүх эрхтэнүүдийн нэгэн адил тэдгээр нь эсийн хувьд маш чухал юм. Тэд эрчим хүч шаарддаг бүх үйл явцад шууд бусаар оролцдог.

МИтохондри (митохондри; Грек, mitos thread + chondrion grain) - амьтан, ургамлын эсийн цитоплазмд байдаг органеллууд. М. нь амьсгалын болон исэлдэлтийн фосфоржилтын үйл явцад оролцож, эсийн үйл ажиллагаанд шаардлагатай энергийг гаргаж, улмаар түүний "цахилгаан станц" -ыг төлөөлдөг.

"Митохондри" гэсэн нэр томъёог 1894 онд С.Бенда санал болгосон. 30-аад оны дундуур. 20-р зуун анх удаа элэгний эсээс M.-ийг ялгаж чадсан нь эдгээр бүтцийг биохимийн аргаар судлах боломжийг олгосон. 1948 онд Г.Хогебум М. үнэхээр эсийн амьсгалын төв мөн гэдгийг баттай нотлох баримтыг хүлээн авсан. 60-70-аад онд эдгээр органеллуудыг судлахад ихээхэн ахиц дэвшил гарсан. электрон микроскоп болон молекул биологийн аргуудыг ашиглахтай холбогдуулан.

М.-ийн хэлбэр нь бараг бөөрөнхий, хүчтэй сунасан, утас хэлбэртэй (Зураг 1) Тэдний хэмжээ нь 0.1-7 микрон хооронд хэлбэлздэг. Эс дэх M.-ийн хэмжээ нь эд эсийн төрөл, организмын үйл ажиллагааны төлөв байдлаас хамаарна. Тиймээс, spermatozoa-д M.-ийн тоо бага байдаг - ойролцоогоор. 20 (нэг эсэд), хөхтөн амьтдын бөөрний хоолойн хучуур эдийн эсүүд тус бүрдээ 300 хүртэлх эсийг агуулдаг ба аварга том амебаас (Хаос эмх замбараагүй байдал) 500,000 митохондри олдсон.Нэг хархны элэгний эсээс ойролцоогоор. 3000 M. Гэсэн хэдий ч амьтны өлсгөлөнгийн явцад M.-ийн тоо 700 хүртэл буурч болно. Ихэвчлэн M. нь цитоплазмд нэлээд жигд тархсан байдаг боловч зарим эд эсийн эсэд M. байж болно. ялангуяа эрчим хүч шаардлагатай газруудад байнга нутагшдаг. Жишээлбэл, араг ясны булчинд M. нь ихэвчлэн миофибрилүүдийн агшилтын хэсгүүдтэй холбогдож, зөв ​​гурван хэмжээст бүтцийг бүрдүүлдэг. Spermatozoa-д M. нь сүүлний тэнхлэгийн судлын эргэн тойронд спираль хэлбэрээр үүсдэг бөгөөд энэ нь M.-д нийлэгжсэн ATP энергийг сүүлний хөдөлгөөнд ашиглах чадвартай холбоотой байж магадгүй юм. M.-ийн тэнхлэгт тэдгээр нь синаптик төгсгөлийн ойролцоо төвлөрч, мэдрэлийн импульс дамжуулах үйл явц явагдаж, эрчим хүчний хэрэглээ дагалддаг. Бөөрний гуурсан хоолойн хучуур эдийн эсүүдэд M. нь үндсэн эсийн мембраны цухуйсан хэсгүүдтэй холбогддог. Энэ нь бөөрөнд үүсдэг ус, түүнд ууссан бодисыг идэвхтэй шилжүүлэх үйл явцад эрчим хүчийг тогтмол, эрчимтэй нийлүүлэх хэрэгцээтэй холбоотой юм.

Электрон микроскопоор M. нь гадаад ба дотоод гэсэн хоёр мембран агуулдаг болохыг тогтоожээ. Мембран тус бүрийн зузаан нь ойролцоогоор. 6 нм, тэдгээрийн хоорондох зай нь 6-8 нм байна. Гаднах мембран нь гөлгөр, дотоод хэсэг нь митохондрийн хөндийд цухуйсан нарийн төвөгтэй ургалт (cristae) үүсгэдэг (Зураг 2). M.-ийн дотоод орон зай нь матрицын нэрийг агуулдаг. Мембран нь уураг, липидийн нягт савласан молекулуудын хальс бөгөөд матриц нь гель шиг уусдаг уураг, фосфат болон бусад химийн бодис агуулдаг. холболтууд. Ихэвчлэн матриц нь нэгэн төрлийн харагддаг, зөвхөн nek-ry тохиолдолд дотор нь кальци, магнийн ион агуулсан нимгэн утас, хоолой, мөхлөгүүдийг олж болно.

Дотор мембраны бүтцийн онцлогоос ойролцоогоор бөмбөрцөг хэсгүүд байгаа эсэхийг тэмдэглэх нь зүйтэй. 8-10 нм хөндлөн, богино ишний дээр сууж, заримдаа матриц руу цухуйдаг. Эдгээр бөөмсийг 1962 онд Х.Фернандес-Моран нээжээ. Эдгээр нь F1 гэж нэрлэгддэг ATPase идэвхжилтэй уурагаас бүрддэг. Уураг нь зөвхөн матриц руу чиглэсэн талаас дотоод мембранд наалддаг. F1 бөөмс нь бие биенээсээ 10 нм зайд байрладаг бөгөөд M. бүр нь 10 4 -10 5 ийм бөөмс агуулдаг.

M.-ийн cristae болон дотоод мембранууд нь амьсгалын замын ферментүүдийн ихэнхийг агуулдаг (харна уу), амьсгалын замын ферментүүд нь бие биенээсээ 20 нм зайд M.-ийн cristae-д тогтмол давтамжтайгаар тархсан авсаархан чуулгад хуваагддаг.

Бараг бүх төрлийн амьтан, ургамлын эсийн M. нь нэг зарчмын дагуу баригдсан боловч нарийн ширийн зүйлд хазайх боломжтой. Тиймээс, cristae нь зөвхөн органоидын урт тэнхлэгт төдийгүй уртааш, жишээлбэл, аксоны синаптик бүсийн M. хэсэгт байрлаж болно. Зарим тохиолдолд cristae салбарлаж болно. Энгийн организмын M.-д нэк-ри шавж, бөөрний дээд булчирхайн кристалын бөөрөнхий бүсийн эсүүд нь гуурсан хоолой хэлбэртэй байдаг. Кристагийн тоо өөр өөр байдаг; элэгний эс ба үр хөврөлийн M.-д маш цөөхөн кристал байдаг бөгөөд тэдгээр нь богино, харин матриц нь элбэг байдаг; Булчингийн эсийн M.-д кристалууд олон, матриц багатай байдаг. Кристагийн тоо нь M-ийн исэлдэлтийн идэвхжилтэй хамааралтай гэсэн үзэл бодол байдаг.

М.-ийн дотоод мембранд гурван процесс зэрэгцэн явагддаг: Кребсийн мөчлөгийн субстратын исэлдэлт (Трикарбоксилын хүчлийн мөчлөгийг үзнэ үү), энэ үед ялгарсан электронуудыг шилжүүлэх, өндөр үүсэх замаар энерги хуримтлуулах. -аденозин трифосфатын энергийн холбоо (Аденозин фосфорын хүчлийг үзнэ үү). M.-ийн гол үүрэг нь ATP синтез (ADP ба органик бус фосфороос) ба аэробик исэлдэлтийн процесс (Биологийн исэлдэлтийг үзнэ үү) -ийг нэгтгэх явдал юм. ATP молекулуудад хуримтлагдсан энерги нь механик (булчинд), цахилгаан ( мэдрэлийн систем), осмотик (бөөр) гэх мэт Аэробик амьсгалын үйл явц (Биологийн исэлдэлтийг үзнэ үү) ба үүнтэй холбоотой исэлдэлтийн фосфоржилт (харна уу) нь М-ийн үндсэн үүрэг юм. Үүнээс гадна М-ийн гаднах мембранд исэлдэлт үүсч болно. өөх тос, фосфолипид болон бусад зарим нэгдлүүд.

1963 онд Насс, Насс (М. Насс, С. Насс) нар M. нь ДНХ (нэг буюу хэд хэдэн молекул) агуулдаг болохыг олж мэдсэн. Одоогоор судлагдсан амьтны эсүүдийн бүх митохондрийн ДНХ нь ковалент хаалттай цагирагуудаас бүрддэг. БОЛЖ БАЙНА УУ. 5 нм. Ургамлын митохондрийн ДНХ нь илүү урт бөгөөд үргэлж цагираг хэлбэртэй байдаггүй. Митохондрийн ДНХ нь цөмийн ДНХ-ээс олон талаараа ялгаатай. ДНХ-ийн хуулбар нь ердийн механизмаар явагддаг боловч цаг хугацааны хувьд цөмийн ДНХ-ийн репликацитай давхцдаггүй. Митохондрийн ДНХ молекулд агуулагдах удамшлын мэдээллийн хэмжээ нь M-д агуулагдах бүх уураг, ферментийг кодлоход хангалтгүй юм. M. нь өөрийн тээврийн РНХ ба синтетазатай, уургийн нийлэгжилтэд шаардлагатай бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг; Тэдний рибосомууд нь цитоплазмаас жижиг бөгөөд бактерийн рибосомтой илүү төстэй байдаг.

М.-ийн дундаж наслалт харьцангуй бага байна. Тэгэхээр М.-ийн хагасын нөхөн сэргэх хугацаа элэг 9.6-10.2 хоног, бөөр 12.4 хоног байна. М.-ийн популяцийг нөхөх нь дүрмээр бол урьд өмнө байсан (эхийн) M.-ээс хуваагдах эсвэл нахиалах замаар явагддаг.

Хувьслын явцад M. нь нян төст организмтай анхдагч цөмт эсийн эндосимбиозоор үүссэн гэж эрт дээр үеэс санал болгосоор ирсэн. Үүнд маш их хэмжээний нотолгоо бий: эсийн цөмийн ДНХ-ээс илүү бактерийн ДНХ-тэй төстэй өөрийн ДНХ байгаа эсэх; рибосомын M.-д байх; ДНХ-ээс хамааралтай РНХ-ийн синтез; митохондрийн уургийн мэдрэмтгий байдал бактерийн эсрэг эм - хлорамфеникол; амьсгалын замын гинжийг хэрэгжүүлэхэд бактеритай ижил төстэй байдал; морфол., биохимийн болон физиол, дотоод болон гадаад мембраны ялгаа. Симбиотик онолын дагуу эзэн эсийг агааргүй организм гэж үздэг бөгөөд рогогийн энергийн эх үүсвэр нь гликолиз (цитоплазмд урсах) юм. "Симбионт" -д Кребсийн мөчлөг ба амьсгалын замын гинжийг хэрэгжүүлдэг; Энэ нь амьсгалах, исэлдэлтийн фосфоржих чадвартай (харна уу).

M. нь маш тогтворгүй эсийн доторх органоидууд бөгөөд аливаа патол гарч ирэхэд бусадтай харьцуулахад эрт хариу үйлдэл үзүүлдэг. Эс дэх M.-ийн тоо өөрчлөгдөх (эсвэл популяцид) эсвэл тэдгээрийн бүтцэд өөрчлөлт орох боломжтой. Жишээлбэл, мацаг барих үед ионжуулагч цацрагийн үйл ажиллагаа, M.-ийн тоо буурдаг. Бүтцийн өөрчлөлт нь ихэвчлэн бүхэл бүтэн органоидын хавдар, матрицын гэгээрэл, кристалыг устгах, гаднах мембраны бүрэн бүтэн байдлыг зөрчих зэргээс бүрддэг.

Хаван нь M.-ийн эзэлхүүний мэдэгдэхүйц өөрчлөлт дагалддаг.Ялангуяа миокардийн ишемийн үед M.-ийн хэмжээ 10 дахин ба түүнээс дээш нэмэгддэг. Хоёр төрлийн хаван байдаг: нэг тохиолдолд энэ нь эсийн доторх осмосын даралтын өөрчлөлттэй холбоотой, бусад тохиолдолд ферментийн урвал, усны солилцооны өөрчлөлтийг үүсгэдэг үндсэн үйл ажиллагааны эмгэгүүдтэй холбоотой эсийн амьсгалын өөрчлөлттэй холбоотой байдаг. Хаван үүсэхээс гадна М-ийн вакуолизаци үүсч болно.

Патол, төлөв байдал (гипокси, гиперфункц, хордлого) үүсгэдэг шалтгаанаас үл хамааран M.-ийн өөрчлөлтүүд нь нэлээд хэвшмэл, өвөрмөц бус байдаг.

М.-ийн бүтэц, үйл ажиллагааны ийм өөрчлөлт ажиглагдаж байна, to-rye нь өвчний шалтгаан болсон бололтой. 1962 онд Р.Люфт "митохондрийн өвчин"-ийн тохиолдлыг тодорхойлсон. Бодисын солилцооны хурд огцом нэмэгдсэн (бамбай булчирхайн хэвийн үйл ажиллагаатай) өвчтөнд араг ясны булчингийн хатгалт хийлгэж, M.-ийн тоо нэмэгдэж, мөн кристалын бүтцийг зөрчиж байгааг илрүүлсэн. Тиротоксикозын хүнд хэлбэрийн үед элэгний эсэд митохондри гажиг илэрсэн. Усан үзэм (J. Vinograd) нар. (1937-1969 он) тодорхой хэлбэрийн лейкемитэй өвчтөнүүдэд лейкоцитийн митохондрийн ДНХ нь хэвийн хэмжээнээс эрс ялгаатай болохыг тогтоожээ. Эдгээр нь задгай цагираг эсвэл холбогдсон цагирагуудын бүлгүүд байв. Хими эмчилгээний үр дүнд эдгээр хэвийн бус хэлбэрийн давтамж буурчээ.

Ном зүй: Gause G. G. Митохондрийн ДНХ, М., 1977, библиогр.; D e P o-bertis E., Novinsky V. and C and e with F. Биологийн эсийн, транс. Англи хэлнээс, М., 1973; Ozernyuk N. D. Митохондрийн өсөлт ба нөхөн үржихүй, М., 1978, библиогр.; Поликар А., Бесси М. Эсийн эмгэг судлалын элементүүд, транс. франц хэлнээс, Москва, 1970; Рудин Д. болон Wilkie D. Митохондрийн биогенез, транс. англи хэлнээс, М., 1970, ном зүй; Serov V. V. ба Spiders V. S. Ultrastructural pathology, M., 1975; S e r R. Цитоплазмын ген ба органелл, транс. Англи хэлнээс, М., 1975.

Т.А.Залетаева.