Mitohondriji 9 tma Mitohondriji ir pazstami jau 150

Mitohondriji 9. tēma

• Mitohondriji ir pazīstami jau 150 gadus; • Mitohondriji nav konstatēti prokariotiskajās šūnās (baktērijās un zilaļģēs). Tie ir sastopami visās eikariotu šūnās izņemot divus amēbu sugas - parazītisko Entamoeba hysolytica un anaerobajos apstākļos dzīvojošo Pelomyxa palustris.

Mitohondriju 3 D uzbūve http: //synapses. bu. edu/atlas/1_1_4_8. stm

Mitohondriju forma un novietojums šūnā • Mitohondriju izmēri un forma ir ļoti mainīga. To izmēri svārstās no 1 - 10 µm. • Mitohondriju struktūra ir ļoti dinamiska - tie var augt garumā, saīsināties, savīties, dalīties laika periodā, kas ir īsāks par vienu minūti. • Mitohondriju formu un novietojumu regulē šūnas citoskelets. Mitohondriju dalīšanās rauga šūnās. Mēroga skala 2 µm. http: //jcs. biologists. org/cgi/content/full/116/10/2005/DC 1

• Mitohondriji ir novietoti tajās šūnu vietās, kur ir vai nu sakoncentrēts substrāts oksidācijai (lipīdu ieslēgumi, hloroplasti u. c. ), vai arī enerģiju patērojošās šūnas vietās, piemēram, muskuļaudos gar miofibrillām. Mitohondrijs augu šūnā. Mitohondrijs dzīvnieku šūnā.

Mitohondriju uzbūve • Ārējā un iekšējā apvalka membrāna • Iekšējās membrānas ieliekumus sauc par kristām. • Matrikss • Ribosomas • DNS un transkripcijas un translācijas mašinērija • Ieslēgumi

Mitohondriju dalīšanās • Mitohondriju dalīšanās nav atkarīga no kodola cikla stadijas. • Apaugļošanās gadījumā mitohondrijus manto pa mātes līniju. • Dalās: 1) ar iežmaugu; 2) pumpurojoties; 3) ar šķērssienu.

Kodola loma mitohondriju darbības nodrošināšanā

Olbaltumvielu imports mitohondrijos Olbaltumvielu importa laikā var izdalīt vairākus etapus: • Pirmajā etapā mitohondriālās olbaltumvielas priekštecis piesaistās pie mitohondrija ārejās membrānas receptora. • Nākamais etaps ir pati olbaltumvielas translokācija, signālpeptīda atdalīšana un peptīda nobriešana. Filma: Mitochon. Import Prot. . mov

Mitohondriju vielu apmaiņa ar citosolu Cauri abām apvalka membrānām mitohondrijos abos virzienos tiek transportētas gāzes, ūdens un lielāki organiskie savienojumi. Mitohondriju ārējā membrānā ir poras, kas nodrošina mazmolekulāru savienojumu apmaiņu starp citoplazmu un starpmembrānu telpu. Savukārt iekšējā membrāna ir praktiski necaurlaidīga pateicoties savam unikālajam lipīdu un olbaltumvielu sastāvam. Transportu caur šo membrānu nodrošina pārnesējolbaltumvielas. Mitohondriji galvenokārt importē piruvātu, taukskābes, aminoskābes, fosforu, ADF, un O 2. Mitohondriji visvairāk eksportē aminoskābes, ATF, OHun CO 2.

Oksidācija un fosforilācija • ATF sintēzei mitohondrijos izmanto piruvātu (pirovīnogskābe) vai taukskābes. • Izdala trīs etapus: a) taukskābju un piruvāta oksidācija: Taukskābe -----> acetil Co. A + 1 NADH Piruvāts -----> acetil Co. A + 1 NADH b) Krebsa cikla reakcijas: 1 ATF, 3 NADH un 1 FADH no 1 acetil Co. A molekulas c) oksidatīvā fosforilācija. 1 NADH -----> 9 H+ -----> 3 ATF (2, 5 ATF) 1 FADH -----> 6 H+ -----> 2 ATF (1, 5 ATF)

Elektronu pārneses ķēde mitohondriju iekšējā membrānā. 1 - NADH dehidrogenāze; 2 - ubikvinons; 3 - citohroma c reduktāze; 4 - citohroms c; 5 - citohroma c oksidāze.

ATF sintēze • Atsevišķās vietās membrānu šķērso transmembrānas olbaltumvielas ATF sintāzes. Caur tām pārvietojas H+ un to izmanto, lai ADF molekulām pievienotu fosfāta grupu.

Oksidatīvo procesu rezultāts • Oksidējot skābekli ar elektroniem, kas radušies divu piruvāta molekulu sadalīšanas rezultātā, mitohondriju starpmembrānu telpā teorētiski nokļūst 102 H+, kurus var izmantot tālākajam ATF sintēzes procesam. Praktiski tas ir ievērojami mazāk.

Oksidācijas un fosfarilācijas rezultāts • Glikozes un oksidatīvās fosforilācijas summārais vienādojums ir sekojošs. Glikoze + 36 ADF + 36 Fn + 6 O 2 + 36 H+ -----> 36 ATF + 6 CO 2 + n. H 2 O • Glikolīzes procesā, oksidējot 1 glikozes molekulu, tiek hidrolizētas 2 ATF molekulas, bet iegūst 4 ATF molekulas un 2 NADH + H. Mitohondrijos, oksidējot 2 piruvāta molekulas, iegūst 2 NADH+H. • Savukārt Krebsa ciklā iegūst 2 ATF, 6 NADH+H un 2 FADH 2 molekulas.

Oksidācijas un fosforilācijas rezultāts • Glikozes oksidēšana var dot 36 ATF molekulas. Taču parasti iegūst mazāk ATF. Tas var notikt tādēļ, ka: • 2 ATF molekulas iztērē glikolīzes sākumā • NADH var izmantot citosolā notiekošajās reakcijās; • Krebsa cikla laikā iegūtos starpproduktus var izmantot aminoskābju un organisko skābju sintēzei; • Mitohondrijos citosola NADH enerģiju iegūst, importējot glicerola 3 -fosfātu.

Mitohondrija funkciju atkarība no uzbūves a b Kurš no mitohondrijiem var veikt visaktīvāko ATF sintēzi? c