social network
Group creator
all posts
Add new post
госы

12. Ультраструктурная организация и функции митохондрий. Синтез АТФ в клетке.



У большинства организмов питательные вещества расщепляются и высвобождают содержащуюся в них энергию во время процесса клеточного дыхания. Исходными веществами для дыхания служат богатые энергией органические молекулы и кислород, а побочными его продуктами –СО2 и Н2О – бедные энергией.
Суммарное уравнение процесса дыхания (как и горения):Органические молекулы + О2 → СО2 + Н2О + энергия (при горении выделяется разом и в виде теплоты). Гетеротрофы получают энергию в результате реакций окисления органических соединений. Процессы биологического окисления протекают ступенчато при участии ряда ферментов и переносчиков электронов. Причем, 50 % энергии превращается в энергию связей АТФ и других (ГТФ, переносчики НАФ Н и др.), а 50 % - в виде теплоты.
Полное окисление (дыхание) протекает в митохондриях и при обязательном участии кислорода.
Попав в митохондрию, ПВК взаимодействует с ферментами матрикса и образует: -1 молекулу диоксида углерода (выводится из клетки); -атомы водорода в составе переносчиков НАД Н, направляемые к мембране; -двууглеродный ацетилкофермент А, вовлекаемый далее в цикл Кребса Итогом цикла Кребса является: 2 молекулы двуокиси углерода (побочный продукт); получение некоторых количеств АТФ (1 молекула в каждом обороте цикла); самое главное, основная энергия запасена в молекулах восстановленных специфических переносчиков 3 НАД Н и 1 ФАД Н.
Далее, каждый из этих переносчиков передает по два атома водорода в цепь переноса электронов, после чего переносчики возвращаются обратно и могут принять новые водородные атомы. Процесс называется окислительным фосфорилированием и осуществляется на внутренней мембране и межмембранном пространстве (Н+ резервуар) митохондрий.
Локализация ферментной системы митохондрий. Митохондрии являются обязательными органоидами имеют форму коротких палочек, гранул, нитей и локализуются в тех участках клетки, где протекают активные метаболические процессы, нуждающиеся в энергии. Увеличение функциональной нагрузки на клетку приводит к увеличению числа митохондрий и их размеров.
Митохондрии также имеют две мембраны, межмембанное простанство и матрикс. Внутренняя мембрана образует складки, которые называют кристами. Внутренняя поверхность внутренней мембраны покрыта однотипными глобулярными частицами – «грибовидными тельцами». Грибовидные тельца в большом количестве содержат фермент АТФ-азу, участвующий в фосфорилировании. В матриксе митохондрии обнаружены ДНК, РНК, рибосомы, ферменты окисления жирных кислот и цикла трикарбоновых кислот. Число, размеры, форма крист, а также структура в целом матрикса зависят от функционального состояния клетки и от внешних воздействий на нее.
Во внутреннюю мембрану митохондрий встроены молекулы фермента АТФ-синтетазы («грибовидные тельца»), обладающие ионным каналом. При критической разности потенциалов, заряженные протоны силой электрического поля начинают проталкиваться через канал АТФ-азы и, оказавшись на внутренней поверхности мембраны, взаимодействуя с кислородом, образуют воду:
½ О2 + 2Н+ – Н2О
При этом энергия транспортирующихся ионов водорода используется для фосфорилирования АДФ в АТФ, т.е. за счет работы электрохимической энергии ионов. Все это представляет собой электрон-транспортную (дыхательную) цепь. Энергия запасается, или говорят, АТФ синтезируется, путем пополнения ионами водорода (протонами) специального Н+ резервуара митохондрий, находящегося между внутренней и наружной мембранами.
В результате бескислородного этапа и цикла Кребса молекула глюкозы расщепляется до неорганического углерода, энергия высвобождающаяся при этом частично на синтез АТФ, но в основном сберегается в нагруженных электронами переносчиках НАДН и ФАДН. Белки-переносчики транспортируют атомы водорода к внутренней мембране митохондрий, где передают их по цепи встроенных в мембрану белков.
Дыхательная цепь представляет собой главную систему превращения энергии в митохондриях. В состав компонентов входят ферменты, цитохромы, негиминовое железо, медь и кофермент Q. В трех точках этой цепи за счет энергии электронов из АДФ и фосфата образуется АТФ. Поэтому говорят, что дыхательная цепь сопряжена с фосфорилированием.
Суммарные реакции клеточного дыхания:
С6Н12О6 + 6Н2О Цикл Кребсагликолиз→ 6СО2 + 12Н2 + 4АТФ
12Н2 + 6О2 дыхательная   цепь→ 12Н2О + 34АТФ
∑ С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ
I like it 
Share 
1 view
0 commentsadded 05.06.2011 in 13:53:29 by user НаталИ
Random posts in group
83. Теория развития биологических понятий, ее основные положения. Формирование и развитие биологических понятий15. Взаимодействие генов: комплементарное взаимодействие, эпистаз, полимерия.16. Гаметогенез у животных.20. Ди- и полигибридное скрещивания.3-й Закон Менделя.25. Популяционная генетика. Генетическая структура популяций. Менделеевская популяция. Закон Харди-Вайнберга. Следствие закона.
Add comments can only registered users
Forgot your password?
Login with   
Sign Up
On this e-mail you will be sent a link to continue registration.
By clicking «Sign Up» you are agreeing to User agreement and confirm that you have read Site rules including the use of «cookie».
The site works without support   |   Help   |   User Agreement   |   Advertising   |   Developers




Rambler's Top100 bigmir)net TOP 100 TOPlist Рейтинг@Mail.ru Рейтинг@Mail.ru


Website administration is not responsible for posted content.

Recommendation by age: 18+