Ang mitochondria ay mga microscopic membrane organelles na nagbibigay ng enerhiya sa cell. Samakatuwid, ang mga ito ay tinatawag na mga istasyon ng enerhiya (accumulator) ng mga cell.

Ang mitochondria ay wala sa mga selula ng pinakasimpleng mga organismo, bakterya, entameba, na nabubuhay nang walang paggamit ng oxygen. Ang ilang berdeng algae, ang mga trypanosome ay naglalaman ng isang malaking mitochondria, at ang mga selula ng kalamnan ng puso, ang utak ay may 100 hanggang 1000 ng mga organel na ito.

Mga tampok na istruktura

Ang mitochondria ay dalawang-membrane organelles, mayroon silang panlabas at panloob na mga shell, isang intermembrane space sa pagitan nila, at isang matrix.

panlabas na lamad . Ito ay makinis, walang fold, nililimitahan ang mga panloob na nilalaman mula sa cytoplasm. Ang lapad nito ay 7nm, naglalaman ito ng mga lipid at protina. Ang isang mahalagang papel ay ginampanan ng porin, isang protina na bumubuo ng mga channel sa panlabas na lamad. Nagbibigay sila ng ion at molecular exchange.

intermembrane space. Ang laki ng intermembrane space ay halos 20 nm. Ang sangkap na pumupuno dito ay katulad ng komposisyon sa cytoplasm, maliban sa malalaking molekula na maaari lamang tumagos dito sa pamamagitan ng aktibong transportasyon.

panloob na lamad. Ito ay binuo pangunahin mula sa protina, isang ikatlo lamang ang inilalaan sa mga sangkap ng lipid. Ang isang malaking bilang ng mga protina ay dinadala, dahil ang panloob na lamad ay walang malayang madadaanan na mga pores. Ito ay bumubuo ng maraming mga outgrowth - cristae, na mukhang patag na mga tagaytay. Ang oksihenasyon ng mga organikong compound sa CO 2 sa mitochondria ay nangyayari sa mga lamad ng cristae. Ang prosesong ito ay umaasa sa oxygen at isinasagawa sa ilalim ng pagkilos ng ATP synthetase. Ang inilabas na enerhiya ay iniimbak bilang Mga molekula ng ATP at ginagamit kung kinakailangan.

Matrix – panloob na kapaligiran mitochondria, ay may butil-butil homogenous na istraktura. AT electron microscope maaari mong makita ang mga butil at sinulid sa mga bola na malayang nakahiga sa pagitan ng cristae. Ang matrix ay naglalaman ng isang semi-autonomous protein synthesis system - DNA, lahat ng uri ng RNA, ribosome ay matatagpuan dito. Ngunit gayon pa man karamihan ng Ang protina ay nagmula sa nucleus, kaya naman ang mitochondria ay tinatawag na semi-autonomous organelles.

Lokasyon ng cell at dibisyon

chondriome ay isang pangkat ng mitochondria na puro sa isang cell. Ang mga ito ay matatagpuan nang iba sa cytoplasm, na nakasalalay sa pagdadalubhasa ng mga cell. Ang paglalagay sa cytoplasm ay nakasalalay din sa mga nakapalibot na organelles at mga inklusyon. Sa mga selula ng halaman, sinasakop nila ang paligid, dahil ang mitochondria ay inililipat sa shell ng gitnang vacuole. Sa mga selula ng renal epithelium, ang lamad ay bumubuo ng mga protrusions, sa pagitan ng kung saan mayroong mitochondria.

Sa mga stem cell, kung saan ang enerhiya ay ginagamit nang pantay-pantay ng lahat ng organelles, ang mitochondria ay inilalagay nang random. Sa mga dalubhasang mga cell, ang mga ito ay pangunahing puro sa mga lugar na may pinakamataas na pagkonsumo ng enerhiya. Halimbawa, sa mga striated na kalamnan sila ay matatagpuan malapit sa myofibrils. Sa spermatozoa, paikot-ikot nilang tinatakpan ang axis ng flagellum, dahil maraming enerhiya ang kailangan para i-set ito sa paggalaw at ilipat ang spermatozoon. Ang protozoa, na gumagalaw sa tulong ng cilia, ay naglalaman din ng malaking bilang ng mitochondria sa kanilang base.

Dibisyon. Ang mitochondria ay may kakayahang independiyenteng pagpaparami, na may sariling genome. Ang mga organel ay nahahati sa pamamagitan ng paghihigpit o septa. Ang pagbuo ng bagong mitochondria sa iba't ibang mga cell ay naiiba sa dalas, halimbawa, sa tissue ng atay ay pinapalitan sila tuwing 10 araw.

Gumagana sa isang hawla

1. Ang pangunahing pag-andar ng mitochondria ay ang pagbuo ng mga molekula ng ATP.
2. Deposition ng calcium ions.
3. Pakikilahok sa pagpapalitan ng tubig.
4. Synthesis ng mga precursor ng steroid hormones.

Ang molecular biology ay ang agham na nag-aaral sa papel ng mitochondria sa metabolismo. Kino-convert din nila ang pyruvate sa acetyl coenzyme A, beta-oxidation mga fatty acid.

Pagkakatulad sa pagitan ng mitochondria at chloroplast

Ang mga karaniwang katangian para sa mitochondria at chloroplast ay pangunahin dahil sa pagkakaroon ng double membrane.

Ang mga palatandaan ng pagkakatulad ay namamalagi din sa kakayahang mag-isa na mag-synthesize ng protina. Ang mga organel na ito ay may sariling DNA, RNA, ribosome.

Parehong mitochondria at chloroplasts ay maaaring hatiin sa pamamagitan ng constriction.

Pinagsasama rin sila ng kakayahang gumawa ng enerhiya, ang mitochondria ay mas dalubhasa sa pagpapaandar na ito, ngunit ang mga chloroplast ay bumubuo rin ng mga molekula ng ATP sa panahon ng mga proseso ng photosynthetic. Kaya, ang mga selula ng halaman ay may mas kaunting mitochondria kaysa sa mga hayop, dahil ang mga chloroplast ay gumaganap ng bahagi ng mga pag-andar para sa kanila.

Ilarawan natin nang maikli ang pagkakatulad at pagkakaiba:

• Ang mga ito ay double membrane organelles;
• ang panloob na lamad ay bumubuo ng mga protrusions: cristae ay katangian ng mitochondria, thylakoids ay katangian ng chloroplasts;
• may sariling genome;
• may kakayahang mag-synthesize ng mga protina at enerhiya.

Ang mga organel na ito ay naiiba sa kanilang mga pag-andar: ang mitochondria ay idinisenyo upang mag-synthesize ng enerhiya, ang cellular respiration ay nagaganap dito, ang mga chloroplast ay kailangan ng mga cell ng halaman para sa photosynthesis.

Mitochondria - mga nagko-convert ng enerhiya at mga supplier nito upang matiyak ang mga pag-andar ng cellular - sumasakop sa isang makabuluhang bahagi ng cytoplasm ng mga cell at puro sa mga lugar na mataas ang pagkonsumo ng ATP (halimbawa, sa epithelium ng mga tubules ng bato sila ay matatagpuan malapit sa plasma. lamad (nagbibigay ng reabsorption), at sa mga neuron - sa mga synapses (nagbibigay ng electrogenesis). at pagtatago). Ang bilang ng mitochondria sa isang cell ay sinusukat sa daan-daang. Ang mitochondria ay may sariling genome. Ang isang organelle ay gumagana sa average sa loob ng 10 araw, ang mitochondria ay na-renew sa pamamagitan ng paghahati.

Morpolohiya ng mitochondria

Ang mitochondria ay kadalasang may hugis ng isang silindro na may diameter na 0.2-1 microns at haba ng hanggang 7 microns (sa karaniwan, mga 2 microns). Ang mitochondria ay may dalawang lamad - panlabas at panloob; ang huli ay bumubuo ng cristae. Sa pagitan ng panlabas at panloob na lamad ay ang intermembrane space. Ang dami ng extramembrane ng mitochondria ay ang matrix.

∙ panlabas na lamad natatagusan sa maraming maliliit na molekula.

∙ intermembrane space. Dito nag-iipon ang mga H + ions na nabomba palabas ng matrix, na lumilikha ng gradient ng konsentrasyon ng proton sa magkabilang panig ng panloob na lamad.

∙ panloob na lamad pili natatagusan; naglalaman ng mga sistema ng transportasyon para sa paglipat ng mga sangkap (ATP, ADP, P 1, pyruvate, succinate, α-ketoglurate, malate, citrate, cytidine triphosphate, GTP, diphosphates) sa parehong direksyon at mga electron transport chain complex na nauugnay sa oxidative phosphorylation enzymes, bilang pati na rin sa succinate dehydrogenase (SDH).

∙ Matrix. Ang matrix ay naglalaman ng lahat ng mga enzyme ng Krebs cycle (maliban sa SDH), mga enzyme ng β-oxidation ng mga fatty acid, at ilang mga enzyme ng iba pang mga system. Ang matrix ay naglalaman ng mga butil na may Mg 2+ at Ca 2+.

∙ Mga cytochemical marker ng mitochondria- cytochrome oxidase at SDH.

Mga Pag-andar ng Mitochondrial

Ang mitochondria ay gumaganap ng maraming function sa cell: oksihenasyon sa Krebs cycle, electron transport, chemiosmotic coupling, ADP phosphorylation, coupling ng oxidation at phosphorylation, ang function ng pagkontrol sa intracellular calcium concentration, protein synthesis, at heat generation. Ang papel ng mitochondria sa programmed (regulated) cell death ay mahusay.

∙ Thermal na pagpaparami. Ang natural na mekanismo ng uncoupling ng oxidative phosphorylation functions sa brown fat cells. Sa mga cell na ito, ang mitochondria ay may isang hindi tipikal na istraktura (ang kanilang dami ay nabawasan, ang density ng matrix ay nadagdagan, ang mga puwang ng intermembrane ay pinalawak) - condensed mitochondria. Ang nasabing mitochondria ay maaaring masinsinang kumuha ng tubig at bumukol bilang tugon sa thyroxine, isang pagtaas sa konsentrasyon ng Ca 2+ sa cytosol, habang ang uncoupling ng oxidative phosphorylation ay pinahusay, at ang init ay inilabas. Ang mga prosesong ito ay ibinibigay ng isang espesyal na uncoupling protein thermogenin. Ang Norepinephrine mula sa nagkakasundo na dibisyon ng autonomic nervous system ay nagpapahusay sa pagpapahayag ng uncoupling na protina at pinasisigla ang produksyon ng init.

∙ Apoptosis. Laro ng mitochondria mahalagang papel sa regulated (programmed) cell death - apoptosis, ilalabas ang mga ito sa cytosol factor na nagpapataas ng posibilidad ng cell death. Ang isa sa mga ito ay cytochrome C, isang protina na naglilipat ng mga electron sa pagitan ng mga complex ng protina sa panloob na lamad ng mitochondria. Inilabas mula sa mitochondria, ang cytochrome C ay kasama sa apoptosome na nagpapagana ng mga caspases (mga kinatawan ng pamilya ng killer protease).

Ano ang mitochondria? Kung ang sagot sa tanong na ito ay nagdudulot sa iyo ng mga paghihirap, kung gayon ang aming artikulo ay para lamang sa iyo. Isasaalang-alang namin ang mga tampok na istruktura ng mga organel na ito na may kaugnayan sa kanilang mga pag-andar.

Ano ang mga organelles

Ngunit una, tandaan natin kung ano ang mga organelles. Tinatawag silang permanente mga istruktura ng cell. Mitochondria, ribosomes, plastids, lysosomes... Ang lahat ng ito ay organelles. Tulad ng cell mismo, ang bawat naturang istraktura ay mayroon pangkalahatang plano mga gusali. Ang mga organelles ay binubuo ng isang surface apparatus at isang panloob na nilalaman - isang matrix. Ang bawat isa sa kanila ay maihahambing sa mga organo ng mga nabubuhay na nilalang. Ang mga organel ay mayroon ding sariling katangian na tumutukoy sa kanilang biological na papel.

Pag-uuri ng mga istruktura ng cell

Ang mga organelles ay pinagsama ayon sa istraktura ng kanilang surface apparatus. Mayroong isa, dalawa at hindi lamad na permanenteng istruktura ng cell. Kasama sa unang pangkat ang mga lysosome, Golgi complex, endoplasmic reticulum, peroxisomes at iba't ibang uri mga vacuoles. Ang nucleus, mitochondria at plastids ay dalawang-lamad. At ang mga ribosom sentro ng cell at ang mga organelles ng paggalaw ay ganap na wala ng surface apparatus.

Teorya ng symbiogenesis

Ano ang mitochondria? Para sa ebolusyonaryong doktrina ito ay hindi lamang mga istruktura ng cell. Ayon sa symbiotic theory, ang mitochondria at chloroplast ay resulta ng prokaryotic metamorphosis. Posible na ang mitochondria ay nagmula sa aerobic bacteria, at plastids mula sa photosynthetic bacteria. Ang patunay ng teoryang ito ay ang katotohanan na ang mga istrukturang ito ay may sariling genetic apparatus, na kinakatawan ng isang pabilog na molekula ng DNA, isang dobleng lamad at mga ribosom. Mayroon ding isang pagpapalagay na ang mga selulang eukaryotic ng hayop sa kalaunan ay nagmula sa mitochondria, at mga selula ng halaman na nagmula sa mga chloroplast.

Lokasyon sa mga cell

Ang mitochondria ay isang mahalagang bahagi ng mga selula ng pangunahing bahagi ng mga halaman, hayop at fungi. Wala lamang sila sa anaerobic unicellular eukaryotes naninirahan sa isang kapaligiran na walang oxygen.

Istruktura at biyolohikal na papel mitochondria matagal na panahon nanatiling misteryo. Sa unang pagkakataon sa tulong ng isang mikroskopyo, nakita sila ni Rudolf Kölliker noong 1850. Sa mga selula ng kalamnan, natagpuan ng siyentipiko ang maraming mga butil na mukhang himulmol sa liwanag. Ang pag-unawa sa papel ng mga kamangha-manghang istrukturang ito ay naging posible salamat sa pag-imbento ng Propesor Unibersidad ng Pennsylvania Britton Chance. Nagdisenyo siya ng isang aparato na nagpapahintulot sa kanya na makakita sa pamamagitan ng mga organelles. Kaya, ang istraktura ay natukoy at ang papel ng mitochondria sa pagbibigay ng enerhiya sa mga selula at ang katawan sa kabuuan ay napatunayan.

Hugis at sukat ng mitochondria

Pangkalahatang plano ng gusali

Isaalang-alang kung ano ang mitochondria sa mga tuntunin ng kanilang mga tampok na istruktura. Ang mga ito ay double membrane organelles. Bukod dito, ang panlabas ay makinis, at ang panloob ay may mga paglaki. Ang mitochondrial matrix ay kinakatawan ng iba't ibang mga enzyme, ribosome, monomer organikong bagay, mga ion at kumpol ng mga pabilog na molekula ng DNA. Ang komposisyon na ito ay ginagawang posible para sa pinakamahalaga mga reaksiyong kemikal: ikot mga tricarboxylic acid, urea, oxidative phosphorylation.

Ang halaga ng kinetoplast

mitochondrial membrane

Ang mga lamad ng mitochondrial ay hindi magkapareho sa istraktura. Ang saradong panlabas ay makinis. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng isang bilayer ng mga lipid na may mga fragment ng mga molekula ng protina. Ang kabuuang kapal nito ay 7 nm. Ang istrakturang ito ay gumaganap ng mga function ng delimitation mula sa cytoplasm, pati na rin ang kaugnayan ng organelle sa kapaligiran. Ang huli ay posible dahil sa pagkakaroon ng porin protein, na bumubuo ng mga channel. Ang mga molekula ay gumagalaw sa kanila sa pamamagitan ng aktibo at passive na transportasyon.

Ang mga protina ay bumubuo ng kemikal na batayan ng panloob na lamad. Ito ay bumubuo ng maraming fold sa loob ng organoid - cristae. Ang mga istrukturang ito ay lubos na nagpapataas ng aktibong ibabaw ng organelle. Pangunahing Tampok Ang istraktura ng panloob na lamad ay ganap na hindi natatagusan ng mga proton. Hindi ito bumubuo ng mga channel para sa pagtagos ng mga ions mula sa labas. Sa ilang mga lugar, ang panlabas at panloob ay magkadikit. Narito ang isang espesyal na protina ng receptor. Ito ay isang uri ng konduktor. Sa tulong nito, ang mga protina ng mitochondrial na naka-encode sa nucleus ay tumagos sa organelle. Sa pagitan ng mga lamad ay may puwang na hanggang 20 nm ang kapal. Naglalaman ito ng iba't ibang uri ng mga protina na mahalagang bahagi ng respiratory chain.

Mga Pag-andar ng Mitochondrial

Ang istraktura ng mitochondria ay direktang nauugnay sa mga pag-andar na ginawa. Ang pangunahing isa ay ang synthesis ng adenosine triphosphate (ATP). Ito ay isang macromolecule na mangyayari na maging pangunahing carrier ng enerhiya sa cell. Kasama sa komposisyon nito nitrogenous na base adenine, monosaccharide ribose at tatlong nalalabi phosphoric acid. Ito ay sa pagitan ng mga huling elemento na ang pangunahing halaga ng enerhiya ay nakapaloob. Kapag nasira ang isa sa kanila, maaari itong maglabas ng hanggang 60 kJ hangga't maaari. Sa pangkalahatan, ang isang prokaryotic cell ay naglalaman ng 1 bilyong molekula ng ATP. Ang mga istrukturang ito ay patuloy na gumagana: ang pagkakaroon ng bawat isa sa kanila sa isang hindi nagbabagong anyo ay hindi tumatagal ng higit sa isang minuto. Ang mga molekula ng ATP ay patuloy na synthesize at pinaghiwa-hiwalay, na nagbibigay ng enerhiya sa katawan sa sandaling ito ay kinakailangan.

Para sa kadahilanang ito, ang mitochondria ay tinatawag na "mga istasyon ng enerhiya". Nasa kanila na ang oksihenasyon ng mga organikong sangkap ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme. Ang enerhiya na ginawa sa prosesong ito ay iniimbak at iniimbak sa anyo ng ATP. Halimbawa, sa panahon ng oksihenasyon ng 1 g ng carbohydrates, 36 macromolecules ng sangkap na ito ang nabuo.

Ang istraktura ng mitochondria ay nagpapahintulot sa kanila na magsagawa ng isa pang function. Dahil sa kanilang semi-autonomy, sila ay isang karagdagang carrier namamana na impormasyon. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang DNA ng mga organelles mismo ay hindi maaaring gumana sa kanilang sarili. Ang katotohanan ay hindi nila naglalaman ang lahat ng mga protina na kinakailangan para sa kanilang trabaho, samakatuwid hinihiram nila ang mga ito mula sa namamana na materyal ng nuclear apparatus.

Kaya, sa aming artikulo sinuri namin kung ano ang mitochondria. Ang mga ito ay dalawang-lamad na cellular na istruktura, sa matrix kung saan ang isang bilang ng mga kumplikado mga proseso ng kemikal. Ang resulta ng gawain ng mitochondria ay ang synthesis ng ATP - isang tambalang nagbibigay ng katawan kinakailangang dami enerhiya.

Mitokondria.

Mitokondria- isang organelle na binubuo ng dalawang lamad na may kapal na humigit-kumulang 0.5 microns.

istasyon ng enerhiya ng cell; ang pangunahing pag-andar ay ang oksihenasyon ng mga organikong compound at ang paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng kanilang pagkabulok sa synthesis ng ATP molecules (isang unibersal na pinagkukunan ng enerhiya para sa lahat ng biochemical na proseso).

Sa kanilang istraktura, ang mga ito ay cylindrical organelles na matatagpuan sa isang eukaryotic cell sa dami mula sa ilang daan hanggang 1-2 thousand at sumasakop sa 10-20% ng panloob na dami nito. Malaki rin ang pagkakaiba ng laki (mula 1 hanggang 70 μm) at hugis ng mitochondria. Kasabay nito, ang lapad ng mga bahaging ito ng cell ay medyo pare-pareho (0.5–1 µm). May kakayahang magbago ng hugis. Depende sa kung aling mga bahagi ng cell sa bawat partikular na sandali mayroong isang pagtaas ng pagkonsumo ng enerhiya, ang mitochondria ay maaaring lumipat sa cytoplasm sa mga zone ng pinakamataas na pagkonsumo ng enerhiya, gamit ang mga istruktura ng cell frame ng eukaryotic cell para sa paggalaw.

Beauty mitochondria sa 3D view)

Ang isang alternatibo sa maraming magkakaibang maliit na mitochondria, na gumagana nang nakapag-iisa sa isa't isa at nagbibigay ng maliliit na bahagi ng cytoplasm na may ATP, ay ang pagkakaroon ng mahaba at branched mitochondria, na ang bawat isa ay maaaring magbigay ng enerhiya para sa malalayong bahagi ng cell. ang isang variant ng naturang pinahabang sistema ay maaari ding maging isang ordered spatial association ng maraming mitochondria (chondria o mitochondrion), na nagsisiguro sa kanilang kooperatiba na gawain.

Ang ganitong uri ng chondriome ay partikular na kumplikado sa mga kalamnan, kung saan ang mga grupo ng higanteng branched mitochondria ay konektado sa isa't isa gamit ang intermitochondrial contact (MMK). Ang huli ay nabuo sa pamamagitan ng mga panlabas na mitochondrial membrane na mahigpit na katabi ng bawat isa, bilang isang resulta kung saan ang intermembrane space sa zone na ito ay may nadagdagan na densidad ng elektron (maraming mga negatibong sisingilin na mga particle). Ang mga MMC ay lalong sagana sa mga selula ng kalamnan ng puso, kung saan sila ay nagbubuklod ng maraming indibidwal na mitochondria sa isang coordinated working cooperative system.

Istruktura.

panlabas na lamad.

Ang panlabas na mitochondrial membrane ay humigit-kumulang 7 nm ang kapal, hindi bumubuo ng mga invaginations o folds, at nakasara sa sarili nito. ang panlabas na lamad ay humigit-kumulang 7% ng ibabaw na lugar ng lahat ng mga lamad ng mga organel ng cell. Ang pangunahing pag-andar ay upang paghiwalayin ang mitochondria mula sa cytoplasm. Ang panlabas na lamad ng mitochondria ay binubuo ng isang double fatty layer (tulad ng sa cell membrane) at mga protina na tumatagos dito. Mga protina at taba sa pantay na sukat ayon sa timbang.
gumaganap ng isang espesyal na papel porin - protina na bumubuo ng channel.
Ito ay bumubuo ng mga butas sa panlabas na lamad na may diameter na 2-3 nm, kung saan maaari silang tumagos maliliit na molekula at mga ion. Ang mga malalaking molekula ay maaari lamang tumawid sa panlabas na lamad sa pamamagitan ng aktibong transportasyon sa mga protina ng transport ng mitochondrial membrane. Ang panlabas na mitochondrial membrane ay maaaring makipag-ugnayan sa endoplasmic reticulum membrane; ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa transportasyon ng mga lipid at calcium ions.

panloob na lamad.

Ang panloob na lamad ay bumubuo ng maraming parang tagaytay na mga fold - cristae,
makabuluhang pagtaas ng lugar sa ibabaw nito at, halimbawa, sa mga selula ng atay ay halos isang katlo ng lahat mga lamad ng cell. tampok Ang komposisyon ng panloob na lamad ng mitochondria ay ang presensya nito cardiolopin - espesyal kumplikadong taba, na naglalaman ng apat na fatty acid nang sabay-sabay at ginagawang ganap na hindi natatagusan ng mga proton ang lamad (mga particle na may positibong charge).

Ang isa pang tampok ng panloob na lamad ng mitochondria ay isang napakataas na nilalaman ng mga protina (hanggang sa 70% ng timbang), na kinakatawan ng mga protina ng transportasyon, mga enzyme ng respiratory chain, pati na rin ang mga malalaking enzyme complex na gumagawa ng ATP. Ang panloob na lamad ng mitochondria, hindi katulad ng panlabas, ay walang mga espesyal na pagbubukas para sa transportasyon ng maliliit na molekula at ion; sa ibabaw nito, sa gilid na nakaharap sa matrix, mayroong mga espesyal na molekula ng enzyme na gumagawa ng ATP, na binubuo ng isang ulo, isang binti at isang base. Kapag dumaan ang mga proton sa kanila, nalilikha ang atf.
Sa base ng mga particle, na pinupuno ang buong kapal ng lamad, ay ang mga bahagi ng respiratory chain. ang panlabas at panloob na lamad ay nagkakadikit sa ilang mga lugar, mayroong isang espesyal na protina ng receptor na nagtataguyod ng transportasyon ng mga protina ng mitochondrial na naka-encode sa nucleus patungo sa mitochondrial matrix.

Matrix.

Matrix- ang espasyo na nililimitahan ng panloob na lamad. Sa matrix (pink substance) ng mitochondria mayroong mga sistema ng enzyme para sa oksihenasyon ng fatty acid pyruvate, pati na rin ang mga enzyme tulad ng tricarboxylic acids (cycle respiration cycle). Bilang karagdagan, matatagpuan din dito ang mitochondrial DNA, RNA at ang sariling protina-synthesizing apparatus ng mitochondrion.

pyruvates (mga asin ng pyruvic acid)- mahalaga mga kemikal na compound sa biochemistry. Sila ang huling produkto ng metabolismo ng glucose sa proseso ng pagkasira nito.

DNA ng mitochondrial.

Ang ilang mga pagkakaiba mula sa nuclear DNA:

Ang Mitochondrial DNA ay pabilog, hindi katulad ng nuclear DNA, na naka-pack sa mga chromosome.

- sa pagitan ng iba't ibang mga variant ng ebolusyon ng mitochondrial DNA ng parehong species, imposible ang pagpapalitan ng mga katulad na rehiyon.

At kaya ang buong molekula ay nagbabago lamang sa pamamagitan ng dahan-dahang pag-mutate sa paglipas ng millennia.

- Ang mga mutasyon ng code sa mitochondrial DNA ay maaaring mangyari nang hiwalay sa nuclear DNA.

Pangunahing nangyayari ang mutation ng DNA nuclear code sa panahon ng cell division, ngunit ang mitochondria ay nahahati nang hiwalay sa cell, at maaaring tumanggap ng code mutations nang hiwalay mula sa nuclear DNA.

- ang mismong istraktura ng mitochondrial DNA ay pinasimple, dahil marami sa mga bumubuo ng proseso ng pagbabasa ng DNA ay nawala.

- Ang mga transport RNA ay may parehong istraktura. ngunit ang mitochondrial RNAs ay kasangkot lamang sa synthesis ng mitochondrial proteins.

Sa pagkakaroon ng sarili nitong genetic apparatus, ang mitochondrion ay mayroon ding sarili nitong sistema ng pag-synthesize ng protina, isang tampok kung saan sa mga selula ng mga hayop at fungi ay napakaliit na ribosom.

Mga pag-andar.

Pagbuo ng enerhiya.

Ang pangunahing pag-andar ng mitochondria ay ang synthesis ng ATP - isang unibersal na anyo ng enerhiya ng kemikal sa anumang buhay na selula.

Ang molekula na ito ay maaaring mabuo sa dalawang paraan:

- sa pamamagitan ng mga reaksyon kung saan ang enerhiya na inilabas sa ilang mga oxidative na yugto ng fermentation ay nakaimbak sa anyo ng ATP.

- salamat sa enerhiya na inilabas sa panahon ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap sa proseso cellular respiration.

Ang mitochondria ay nagpapatupad ng parehong mga landas na ito, ang una ay katangian ng mga paunang proseso oksihenasyon at nangyayari sa matrix, at ang pangalawa ay nakumpleto ang mga proseso ng paggawa ng enerhiya at nauugnay sa mitochondrial cristae.
Kasabay nito, ang pagka-orihinal ng mitochondria bilang mga organelle na bumubuo ng enerhiya ng isang eukaryotic cell ay tiyak na tumutukoy sa pangalawang paraan ng pagbuo ng ATP, na tinatawag na "chemiosmotic conjugation."
Sa pangkalahatan, ang buong proseso ng paggawa ng enerhiya sa mitochondria ay maaaring nahahati sa apat na pangunahing yugto, ang unang dalawa ay nangyayari sa matrix, at ang huling dalawa - sa mitochondrial cristae:

1) Ang pagbabago ng pyruvate (ang huling produkto ng pagkasira ng glucose) at mga fatty acid mula sa cytoplasm patungo sa mitochondria tungo sa acetyl-coa;

acetyl coa- isang mahalagang tambalan sa metabolismo, na ginagamit sa maraming biochemical reaksyon. kanyang pangunahing tungkulin- maghatid ng mga carbon atoms (c) na may acetyl group (ch3 co) sa cellular respiration cycle upang ang mga ito ay ma-oxidize sa paglabas ng enerhiya.

cellular respiration - kabuuan mga reaksiyong biochemical na nagaganap sa mga selula ng mga buhay na organismo, kung saan ang mga carbohydrate, taba at amino acid ay na-oxidized upang carbon dioxide at tubig.

2) Oxidation ng acetyl-coa sa cycle ng cellular respiration, na humahantong sa pagbuo ng nadn;

NADH– coenzyme, gumaganap ng function ng isang carrier ng mga electron at hydrogen, na natatanggap nito mula sa oxidized substance.

3) Paglipat ng mga electron mula nadn patungo sa oxygen sa kahabaan ng respiratory chain;

4) Ang pagbuo ng ATP bilang isang resulta ng aktibidad ng lamad na ATP-creating complex.

ATP synthase.

ATP synthetase– istasyon para sa paggawa ng mga molekula ng ATP.

Sa istruktura at functional na termino, ang ATP synthetase ay binubuo ng dalawang malalaking fragment, na tinutukoy ng mga simbolo na F1 at F0. Ang una sa kanila (conjugation factor F1) ay nakabukas patungo sa mitochondrial matrix at kapansin-pansing nakausli mula sa lamad sa anyo ng isang spherical formation na 8 nm ang taas at 10 nm ang lapad. Binubuo ito ng siyam na mga subunit na kinakatawan ng limang uri ng mga protina. Ang mga polypeptide chain ng tatlong α subunits at ang parehong bilang ng β subunits ay naka-pack sa mga globule ng protina na katulad ng istraktura, na magkakasamang bumubuo ng (αβ)3 hexamer, na mukhang isang bahagyang flattened na bola.

Subunit ay isang istruktura at functional na bahagi ng anumang particle
Polypeptides - mga organikong compound naglalaman ng mula 6 hanggang 80-90 residue ng amino acid.
Globule ay ang estado ng macromolecules kung saan maliit ang vibration ng mga unit.
Hexamer- isang tambalang naglalaman ng 6 na mga subunit.

Tulad ng mga hiwa ng orange na siksikan, ang sunud-sunod na α at β subunit ay bumubuo ng isang istraktura na nailalarawan sa pamamagitan ng simetrya sa paligid ng anggulo ng pag-ikot na 120°. Sa gitna ng hexamer na ito ay ang γ subunit, na nabuo sa pamamagitan ng dalawang pinahabang polypeptide chain at kahawig ng isang bahagyang deformed curved rod na mga 9 nm ang haba. Kung saan Ilalim na bahagi ang γ subunit ay nakausli mula sa bola ng 3 nm patungo sa F0 membrane complex. Sa loob din ng hexamer ay ang menor de edad na subunit ε na nauugnay sa γ. Ang huling (ika-siyam) na subunit ay tinutukoy ng simbolong δ at matatagpuan sa sa labas F1.

menor de edad- solong subunit.

Ang bahagi ng lamad ng ATP synthetase ay isang water-repellent protein complex na tumatagos sa lamad at mayroong dalawang kalahating channel sa loob para sa pagpasa ng mga hydrogen proton. Sa kabuuan, ang F0 complex ay naglalaman ng isang subunit ng protina ng uri a, dalawang kopya ng subunit b, pati na rin ang 9 hanggang 12 na kopya ng maliit na subunit c. Subunit a (molekular na masa 20 kDa) ay ganap na nahuhulog sa lamad, kung saan ito ay bumubuo ng anim na α-helical na seksyon na tumatawid dito. Subunit b(molecular weight 30 kDa) ay naglalaman lamang ng isang medyo maikling α-helical na rehiyon na nakalubog sa lamad, habang ang iba pa nito ay kapansin-pansing nakausli mula sa lamad patungo sa F1 at naayos sa δ subunit na matatagpuan sa ibabaw nito. Ang bawat isa sa 9-12 na kopya ng subunit c(molecular weight 6-11 kDa) ay isang medyo maliit na protina ng dalawang water-repellent α-helice na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang maikling water-attractive loop na nakatuon sa F1, at magkasama silang bumubuo ng isang solong grupo, na may hugis ng isang silindro nakalubog sa lamad . Ang γ subunit na nakausli mula sa F1 complex patungo sa F0 ay nakalubog lang sa loob ng cylinder na ito at medyo nakakabit dito.
Kaya, ang dalawang grupo ng mga subunit ng protina ay maaaring makilala sa molekula ng ATPase, na maaaring maihalintulad sa dalawang bahagi ng isang motor: isang rotor at isang stator.

"Stator" ay hindi kumikibo na may kaugnayan sa lamad at may kasamang spherical hexamer (αβ)3 na matatagpuan sa ibabaw nito at isang δ subunit, pati na rin ang mga subunit a at b kumplikadong lamad F0.

Movable relative sa disenyong ito "rotor" binubuo ng γ at ε subunits, na kung saan, kapansin-pansing nakausli mula sa (αβ)3 complex, ay konektado sa isang singsing ng mga subunit na nakalubog sa lamad. c.

Ang kakayahang mag-synthesize ng ATP ay isang pag-aari ng isang kumplikadong F0F1, na sinamahan ng paglipat ng mga proton ng hydrogen sa pamamagitan ng F0 hanggang F1, sa huli kung saan matatagpuan ang mga sentro ng reaksyon na nagko-convert ng ADP at pospeyt sa isang molekula ng ATP. Ang puwersang nagtutulak para sa gawain ng ATP synthetase ay ang potensyal na proton (positibong sisingilin) ​​na nilikha sa panloob na lamad ng mitochondria bilang resulta ng pagpapatakbo ng kadena ng transportasyon ng elektron (negatibong sisingilin).
Ang puwersa na nagtutulak sa "rotor" ng ATP synthetase ay nangyayari kapag ang isang potensyal na pagkakaiba ay naabot sa pagitan ng panlabas at panloob na mga gilid lamad > 220 10−3 Volt at ibinibigay ng daloy ng mga proton na dumadaloy sa isang espesyal na channel sa F0, na matatagpuan sa hangganan sa pagitan ng mga subunit a at c. Sa kasong ito, kasama sa proton transfer path ang mga sumusunod na elemento ng istruktura:

1) Dalawang "semi-channel" na matatagpuan sa magkaibang mga palakol, ang una ay nagsisiguro sa pagdaloy ng mga proton mula sa intermembrane space patungo sa essential panksyunal na grupo Ang F0, at ang iba ay tinitiyak ang kanilang paglabas sa mitochondrial matrix;

2) Singsing ng mga subunit c, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang protonated carboxyl group (COOH) sa gitnang bahagi nito, na may kakayahang magdagdag ng H+ mula sa intermembrane space at ibigay ang mga ito sa pamamagitan ng kaukulang proton channel. Bilang resulta ng panaka-nakang paglilipat ng mga subunit kasama, dahil sa daloy ng mga proton sa pamamagitan ng proton channel, ang γ subunit ay pinaikot, na nalubog sa singsing ng mga subunit kasama.

Kaya, ang pinag-isang aktibidad ng ATP synthetase ay direktang nauugnay sa pag-ikot ng "rotor" nito, kung saan ang pag-ikot ng γ subunit ay nagiging sanhi ng sabay-sabay na pagbabago sa conformation ng lahat ng tatlong unifying β subunits, na sa huli ay tinitiyak ang operasyon ng enzyme. . Bukod dito, sa kaso ng pagbuo ng ATP, ang "rotor" ay umiikot nang pakanan sa bilis na apat na rebolusyon bawat segundo, at ang pag-ikot mismo ay nangyayari sa eksaktong pagtalon ng 120 °, na ang bawat isa ay sinamahan ng pagbuo ng isang molekula ng ATP. .
Ang gawain ng ATP synthetase ay nauugnay sa mekanikal na paggalaw kanya magkahiwalay na bahagi, na naging posible na maiugnay ang prosesong ito sa espesyal na uri phenomena na tinatawag na "rotational catalysis". Kapareho ng kuryente sa motor winding ay nagtutulak ng rotor na may kaugnayan sa stator, ang nakadirekta na paglipat ng mga proton sa pamamagitan ng ATP synthetase ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng mga indibidwal na subunit ng F1 conjugation factor na may kaugnayan sa iba pang mga subunit ng enzyme complex, bilang isang resulta kung saan ang natatanging paggawa ng enerhiya na ito. gumaganap ang device gawaing kemikal- synthesizes ATP molecules. Kasunod nito, ang ATP ay pumapasok sa cytoplasm ng cell, kung saan ito ay ginugugol sa iba't ibang uri ng mga proseso na umaasa sa enerhiya. Ang ganitong paglipat ay isinasagawa ng isang espesyal na ATP/ADP-translocase enzyme na binuo sa mitochondrial membrane.

ADP-translocase- isang protina na tumatagos sa panloob na lamad na nagpapalit ng bagong synthesize na ATP para sa cytoplasmic ADP, na ginagarantiyahan ang kaligtasan ng pondo sa loob ng mitochondria.

Mitochondria at pagmamana.

Ang mitochondrial DNA ay minana halos eksklusibo sa pamamagitan ng maternal line. Ang bawat mitochondrion ay may ilang mga seksyon ng DNA nucleotides na magkapareho sa lahat ng mitochondria (iyon ay, maraming kopya ng mitochondrial DNA sa cell), na napakahalaga para sa mitochondria na hindi kayang ayusin ang DNA mula sa pinsala (naobserbahan mataas na dalas mutasyon). Ang mga mutasyon sa mitochondrial DNA ay ang sanhi ng maraming namamana na sakit ng tao.

3d na modelo

Pagtuklas

Sa English voice acting

Kaunti tungkol sa cell respiration at mitochondria sa isang banyagang wika

Istruktura ng gusali

Lektura bilang 6.

Bilang ng oras: 2

MITOCHONDRIA AT PLASTIDS

1.

2. Plastids, istraktura, varieties, function

3.

Ang mitochondria at plastids ay dalawang-membrane na organelles ng mga eukaryotic cells. Ang mitochondria ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng hayop at halaman. Ang mga plastid ay katangian ng mga selula ng halaman na nagsasagawa ng mga prosesong photosynthetic. Ang mga organel na ito ay may katulad na plano sa istruktura at ilan pangkaraniwang katangian. Gayunpaman, sa mga tuntunin ng mga pangunahing proseso ng metabolic, naiiba ang mga ito sa bawat isa.

1. Mitokondria, istraktura, functional na halaga

pangkalahatang katangian mitochondria. Ang Mitochondria (Griyego na "mitos" - thread, "chondrion" - butil, butil) ay bilog, hugis-itlog o hugis ng baras na dalawang-lamad na organelles na may diameter na humigit-kumulang 0.2-1 microns at haba ng hanggang 7-10 microns. Ang mga organel na itomaaaring matukoy gamit ang light microscopy, dahil ang mga ito ay may sapat na sukat at mataas na density. Mga kakaiba panloob na istraktura maaari lamang silang pag-aralan gamit ang isang electron microscope.Ang mitochondria ay natuklasan noong 1894 ni R. Altman, na nagbigay sa kanila ng pangalang "bioblasts".Ang terminong "mitochondria" ay ipinakilala ni K. Benda noong 1897. Ang mitochondria ay naroroon halos nasa lahat ng eukaryotic cells. Sa mga anaerobic na organismo ( bituka amoeba atbp.) wala ang mitochondria. Numeromitochondria sa isang cell ay umaabot mula 1 hanggang 100 libo.at depende sa uri, functional na aktibidad at edad ng cell. Kaya sa mga selula ng halaman ang mitochondria ay mas maliit kaysa sa mga hayop; at samas marami ang mga batang selula kaysa sa mga luma.Ang ikot ng buhay ng mitochondria ay ilang araw. Sa isang cell, karaniwang nag-iipon ang mitochondria malapit sa mga lugar ng cytoplasm kung saan may pangangailangan para sa ATP. Halimbawa, sa kalamnan ng puso, ang mitochondria ay matatagpuan malapit sa myofibrils, habang sa mga selula ng tamud ay bumubuo sila ng isang spiral sheath sa paligid ng axis ng flagellum.

Ultramicroscopic na istraktura ng mitochondria. Ang mitochondria ay napapalibutan ng dalawang lamad, bawat isa ay humigit-kumulang 7 nm ang kapal. Ang panlabas na lamad ay pinaghihiwalay mula sa panloob ng isang intermembrane space na may lapad na 10-20 nm. Ang panlabas na lamad ay makinis, at ang panloob ay bumubuo ng mga fold - cristae (Latin "crista" - crest, outgrowth), pinatataas ang ibabaw nito. Ang bilang ng cristae ay hindi pareho sa mitochondria iba't ibang mga cell. Maaari silang mula sa ilang sampu hanggang ilang daan. Mayroong maraming mga kristal sa mitochondria ng aktibong gumaganang mga selula, halimbawa, mga selula ng kalamnan. Ang cristae ay naglalaman ng mga chain ng electron transport at nauugnay na ADP phosphorylation (oxidative phosphorylation). Inner space Ang mitochondria ay puno ng isang homogenous substance na tinatawag na matrix. Ang mitochondrial cristae ay karaniwang hindi ganap na humaharang sa mitochondrial cavity. Samakatuwid, ang matrix sa kabuuan ay tuloy-tuloy. Ang matrix ay naglalaman ng mga pabilog na molekula ng DNA, mitochondrial ribosome, at may mga deposito ng calcium at magnesium salts. Sa mitochondrial DNA, ang mga molekula ng RNA ng iba't ibang uri ay synthesize, at ang mga ribosome ay kasangkot sa synthesis ng isang bilang ng mga mitochondrial na protina. Ang maliit na sukat ng mitochondrial DNA ay hindi nagpapahintulot sa pag-encode ng synthesis ng lahat ng mitochondrial protein. Samakatuwid, ang synthesis ng karamihan sa mga protina ng mitochondrial ay nasa ilalim ng kontrol ng nuklear at isinasagawa sa cytoplasm ng cell. Kung wala ang mga protina na ito, imposible ang paglaki at paggana ng mitochondria. DNA ng mitochondrial nag-encode mga istrukturang protina, responsable para sa tamang pagsasama ng mga indibidwal na functional na bahagi sa mitochondrial membranes.

Pagpaparami ng mitochondria. Ang mitochondria ay nagpaparami sa pamamagitan ng paghihigpit o pagkakapira-piraso ng malalaking mitochondria sa mas maliliit. Ang mitochondria na nabuo sa ganitong paraan ay maaaring lumaki at mahahati muli.

Mga function ng mitochondrial. Ang pangunahing pag-andar ng mitochondria ay ang synthesis ng ATP. Ang prosesong ito ay nangyayari bilang isang resulta ng oksihenasyon ng mga organikong substrate at ADP phosphorylation. Ang unang yugto ng prosesong ito ay nangyayari sa cytoplasm sa ilalim ng anaerobic na kondisyon. Dahil ang pangunahing substrate ay glucose, ang proseso ay tinatawag glycolysis. Sa yugtong ito ang substrate ay sumasailalim sa enzymatic cleavage sa pyruvic acid na may sabay-sabay na synthesis ng isang maliit na halaga ng ATP. Ang pangalawang hakbang ay nangyayari sa mitochondria at nangangailangan ng pagkakaroon ng oxygen. Sa yugtong ito, ang karagdagang oksihenasyon ng pyruvic acid ay nangyayari sa pagpapalabas ng CO 2 at ang paglipat ng mga electron sa mga acceptor. Ang mga reaksyong ito ay isinasagawa sa tulong ng isang bilang ng mga enzyme ng tricarboxylic acid cycle, na naisalokal sa mitochondrial matrix. Ang mga electron na inilabas sa panahon ng proseso ng oksihenasyon sa Krebs cycle ay inililipat sa respiratory chain (electron transport chain). Sa kadena ng paghinga, pinagsama sila sa molecular oxygen upang bumuo ng mga molekula ng tubig. Bilang resulta, ang enerhiya ay inilabas sa maliliit na bahagi, na nakaimbak sa anyo ng ATP. Ang kumpletong oksihenasyon ng isang molekula ng glucose na may pagbuo ng carbon dioxide at tubig ay nagbibigay ng enerhiya para sa recharging ng 38 ATP molecule (2 molecule sa cytoplasm at 36 sa mitochondria).

Mitochondrial analogues sa bakterya. Ang bakterya ay walang mitochondria. Sa halip, mayroon silang mga electron transport chain na naisalokal sa lamad ng cell.

2. Plastids, istraktura, varieties, function. Ang problema ng pinagmulan ng plastids

Plastids (mula sa Greek. mga plastida- paglikha, pagbuo) ay dalawang-membrane na organelle na katangian ng mga photosynthetic eukaryotic organism.Mayroong tatlong pangunahing uri ng plastid: chloroplasts, chromoplasts at leukoplasts. Ang kabuuan ng mga plastid sa isang cell ay tinatawag plastidoma. Ang mga plastid ay magkakaugnay sa pamamagitan ng iisang pinagmulan sa ontogenesis mula sa mga proplastid ng mga meristematic na selula.Ang bawat isa sa mga uri na ito, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ay maaaring makapasa sa isa't isa. Tulad ng mitochondria, ang mga plastid ay naglalaman ng kanilang sariling mga molekula ng DNA. Samakatuwid, nagagawa rin nilang magparami nang nakapag-iisa sa paghahati ng cell.

Mga chloroplast(mula sa Griyego."chloros"-berde,"plasto»- uso)ay mga plastid kung saan nagaganap ang photosynthesis.

Pangkalahatang katangian ng mga chloroplast. Ang mga chloroplast ay mga berdeng organel na 5-10 µm ang haba at 2-4 µm ang lapad. Ang berdeng algae ay may mga higanteng chloroplast (chromatophores), na umaabot sa haba na 50 microns. Mga chloroplast sa matataas na halaman mayroon hugis biconvex o ellipsoid. Ang bilang ng mga chloroplast sa isang cell ay maaaring mag-iba mula sa isa (ilang berdeng algae) hanggang sa isang libo (shag). ATSa isang cell ng mas matataas na halaman, sa karaniwan, mayroong 15-50 chloroplasts.Karaniwan ang mga chloroplast ay pantay na ipinamamahagi sa buong cytoplasm ng cell, ngunit kung minsan sila ay pinagsama malapit sa nucleus o cell wall. Tila, ito ay nakasalalay sa mga panlabas na impluwensya (light intensity).

Ultramicroscopic na istraktura ng mga chloroplast. Ang mga chloroplast ay pinaghihiwalay mula sa cytoplasm ng dalawang lamad, ang bawat isa ay humigit-kumulang 7 nm ang kapal. Sa pagitan ng mga lamad mayroong isang intermembrane space na may diameter na mga 20-30 nm. Ang panlabas na lamad ay makinis, ang panloob ay may nakatiklop na istraktura. Sa pagitan ng mga fold ay thylakoids, pagkakaroon ng anyo ng mga disk. Ang mga thylakoids ay bumubuo ng mga stack tulad ng isang hanay ng mga barya, na tinatawag na butil. Mang grana ay konektado sa isa't isa ng iba pang thylakoids ( lamellas, frets). Ang bilang ng mga thylakoids sa isang facet ay nag-iiba mula sa iilan hanggang 50 o higit pa. Sa turn, sa chloroplast ng mas matataas na halaman mayroong mga 50 butil (40-60), na nakaayos sa isang pattern ng checkerboard. Tinitiyak ng kaayusan na ito ang pinakamataas na pag-iilaw ng bawat butil. Sa gitna ng grana ay ang chlorophyll na napapalibutan ng isang layer ng protina; pagkatapos ay mayroong isang layer ng lipoids, muli protina at kloropila. Ang kloropila ay may isang kumplikado kemikal na istraktura at umiiral sa ilang mga pagbabago ( a B C D ). Ang mas matataas na halaman at algae ay naglalaman ng x bilang pangunahing pigment.lorophyll a na may formula C 55 H 72 O 5 N 4 M g . Naglalaman ng karagdagang chlorophyll b (mas mataas na halaman, berdeng algae), chlorophyll c (kayumanggi at diatoms), kloropila d (pulang algae).Ang pagbuo ng chlorophyll ay nangyayari lamang sa pagkakaroon ng liwanag at bakal, na gumaganap ng papel ng isang katalista.Ang chloroplast matrix ay isang walang kulay na homogenous substance na pumupuno sa espasyo sa pagitan ng mga thylakoids.Sa matrix aymga enzyme" madilim na yugto photosynthesis, DNA, RNA, ribosomes.Bilang karagdagan, ang pangunahing pag-aalis ng almirol sa anyo ng mga butil ng almirol ay nangyayari sa matrix.

Mga katangian ng chloroplast:

· semi-autonomous (mayroon silang sariling kagamitan sa pag-synthesize ng protina, ngunit karamihan sa genetic na impormasyon ay nasa nucleus);

· ang kakayahang lumipat nang nakapag-iisa (lumayo sa direktang sikat ng araw);

· ang kakayahang magparami nang nakapag-iisa.

pagpaparami ng mga chloroplast. Ang mga chloroplast ay nabubuo mula sa mga proplastid, na maaaring magtiklop sa pamamagitan ng paghahati. Sa mas mataas na mga halaman, ang paghahati ng mga mature na chloroplast ay nangyayari rin, ngunit napakabihirang. Sa pagtanda ng mga dahon at tangkay, pagkahinog ng mga prutas, ang mga chloroplast ay nawawala ang kanilang berdeng kulay, nagiging mga chromoplast.

Mga function ng chloroplasts. Ang pangunahing pag-andar ng mga chloroplast ay photosynthesis. Bilang karagdagan sa photosynthesis, ang mga chloroplast ay nagsasagawa ng synthesis ng ATP mula sa ADP (phosphorylation), ang synthesis ng mga lipid, starch, at mga protina. Ang mga chloroplast ay nag-synthesize din ng mga enzyme na nagbibigay liwanag na bahagi potosintesis.

Mga Chromoplast(mula sa Greek chromatos - kulay, pintura at " plasto "- uso)ay may kulay na mga plastid. Ang kanilang kulay ay dahil sa pagkakaroon ng mga sumusunod na pigment: karotina (orange-dilaw), lycopene (pula) at xanthophyll (dilaw). Ang mga Chromoplast ay lalo na marami sa mga selula ng mga petals ng bulaklak at mga lamad ng prutas. Karamihan sa mga chromoplast ay matatagpuan sa mga prutas at kumukupas na mga bulaklak at dahon. Maaaring bumuo ang mga chromoplast mula sa mga chloroplast, na nawawalan ng chlorophyll at nag-iipon ng mga carotenoid. Nangyayari ito kapag maraming prutas ang hinog: napuno ng hinog na katas, nagiging dilaw, nagiging kulay rosas o namumula.Ang pangunahing tungkulin ng mga chromoplast ay upang magbigay ng kulay para sa mga bulaklak, prutas, at buto.

Hindi tulad ng mga leukoplast at lalo na ang mga chloroplast, ang panloob na lamad ng mga chloroplast ay hindi bumubuo ng thylakoids (o bumubuo ng mga solong). Ang mga Chromoplast ay ang huling resulta ng pagbuo ng mga plastid (ang mga chloroplast at plastid ay nagiging mga chromoplast).

Mga leucoplast(mula sa Greek leucos - puti, plasto - moderno, nilikha). Ito ay mga walang kulay na plastid.bilugan, hugis-itlog, hugis suliran. Matatagpuan sa mga bahagi sa ilalim ng lupa halaman, buto, epidermis, stem core. lalo na mayaman leukoplasts ng patatas tubers.Ang panloob na shell ay bumubuo ng ilang thylakoids. Sa liwanag, ang mga chloroplast ay nabubuo mula sa mga chloroplast.Ang mga leukoplast kung saan ang pangalawang starch ay synthesize at naipon ay tinatawag mga amyloplast, mga langis - Mga Eilaloplast, protina - mga proteoplast. Ang pangunahing pag-andar ng mga leukoplast ay ang akumulasyon ng mga sustansya.

3. Ang problema ng pinagmulan ng mitochondria at plastids. Kamag-anak na awtonomiya

Mayroong dalawang pangunahing teorya ng pinagmulan ng mitochondria at plastids. Ito ang mga teorya ng direktang filiation at sunud-sunod na endosymbioses. Ayon sa teorya ng direktang filiation, ang mitochondria at plastids ay nabuo sa pamamagitan ng compartmentalization ng cell mismo. Ang mga photosynthetic eukaryote ay nag-evolve mula sa mga photosynthetic prokaryote. Sa nagresultang autotrophic eukaryotic cells, ang mitochondria ay nabuo sa pamamagitan ng intracellular differentiation. Bilang resulta ng pagkawala ng mga plastid, ang mga hayop at fungi ay nagmula sa mga autotroph.

Ang pinaka-pinatunayan ay ang teorya ng sunud-sunod na endosymbioses. Ayon sa teoryang ito, ang paglitaw ng isang eukaryotic cell ay dumaan sa ilang mga yugto ng symbiosis sa iba pang mga cell. Sa unang yugto, ang mga selula ng uri ng anaerobic heterotrophic bacteria ay kasama ang malayang pamumuhay aerobic bacteria nabago sa mitochondria. Sa kahanay, sa host cell, ang prokaryotic genophore ay nabuo sa isang nucleus na nakahiwalay sa cytoplasm. Sa ganitong paraan, lumitaw ang unang eukaryotic cell, na heterotrophic. Ang mga eukaryotic cell na lumitaw sa pamamagitan ng paulit-ulit na mga symbioses ay kasama ang asul-berdeng algae, na humantong sa paglitaw ng mga istrukturang uri ng chloroplast sa kanila. Kaya, umiral na ang mitochondria sa mga heterotrophic eukaryotic cells nang ang huli ay nakakuha ng mga plastid bilang resulta ng symbiosis. Mamaya, bilang isang resulta natural na pagpili Ang mitochondria at chloroplast ay nawala ang ilan sa kanilang genetic material at naging mga istruktura na may limitadong awtonomiya.

Katibayan para sa teoryang endosymbiotic:

1. pagkakatulad ng istraktura at mga proseso ng enerhiya sa bacteria at mitochondria, sa isang banda, at sa blue-green na algae at chloroplast, sa kabilang banda.

2. Ang mitochondria at plastids ay may sarilingtiyak na sistema ng synthesis ng protina (DNA, RNA, ribosomes). Ang pagtitiyak ng sistemang ito ay nakasalalay sa awtonomiya nito at matalim na pagkakaiba mula sa cell.

3. Ang DNA ng mitochondria at plastids aymaliit na cyclic o linear na molekulana naiiba sa DNA ng nucleus at sa mga katangian nito ay lumalapit sa DNA ng mga prokaryotic cells.Ang synthesis ng DNA ng mitochondria at plastids ay hindinakadepende sa nuclear DNA synthesis.

4. Sa mitochondria at chloroplasts mayroong m-RNA, t-RNA, r-RNA. Ang mga ribosom at rRNA ng mga organel na ito ay naiiba nang husto mula sa mga nasa cytoplasm. Sa partikular, ang mitochondrial at chloroplast ribosomes, hindi tulad ng cytoplasmic ribosomes, ay sensitibo sa antibiotic chloramphenicol, na pinipigilan ang synthesis ng protina sa mga prokaryotic na selula.

5. Ang pagtaas sa bilang ng mitochondria ay nangyayari sa pamamagitan ng paglaki at paghahati ng orihinal na mitochondria. Ang pagtaas sa bilang ng mga chloroplast ay nangyayari sa pamamagitan ng mga pagbabago sa proplastids, na, sa turn, ay dumarami sa pamamagitan ng dibisyon.

Ang teoryang ito ay mahusay na nagpapaliwanag sa pangangalaga ng mga labi ng mga sistema ng pagtitiklop sa mitochondria at plastids at ginagawang posible na bumuo ng isang pare-parehong phylogeny mula sa prokaryotes hanggang sa eukaryotes.

Kamag-anak na awtonomiya ng mga chloroplast at plastids. Sa ilang mga aspeto, ang mitochondria at chloroplast ay kumikilos tulad ng mga autonomous na organismo. Halimbawa, ang mga istrukturang ito ay nabuo lamang mula sa orihinal na mitochondria at chloroplast. Ito ay ipinakita sa mga eksperimento sa mga selula ng halaman, kung saan ang pagbuo ng mga chloroplast ay inhibited ng antibiotic streptomycin, at sa mga yeast cell, kung saan ang pagbuo ng mitochondria ay inhibited ng iba pang mga gamot. Pagkatapos ng gayong mga impluwensya, hindi na naibalik ng mga selula ang mga nawawalang organel. Ang dahilan ay ang mitochondria at chloroplast ay naglalaman ng isang tiyak na halaga ng kanilang sariling genetic material (DNA) na nagko-code para sa bahagi ng kanilang istraktura. Kung ang DNA na ito ay nawala, na kung ano ang mangyayari kapag ang pagbuo ng organelle ay pinigilan, kung gayon ang istraktura ay hindi maaaring muling likhain. Ang parehong mga uri ng organelles ay may sariling protina-synthesizing system (ribosome at transfer RNAs), na medyo naiiba mula sa pangunahing protina-synthesizing system ng cell; ito ay kilala, halimbawa, na ang protina-synthesizing system ng organelles ay maaaring sugpuin ng antibiotics, habang hindi sila kumikilos sa pangunahing sistema. Ang organelle DNA ay responsable para sa karamihan ng extrachromosomal, o cytoplasmic, na mana. Ang extrachromosomal heredity ay hindi sumusunod sa mga batas ng Mendelian, dahil sa panahon ng paghahati ng cell, ang organelle DNA ay ipinapadala sa mga cell ng anak sa ibang paraan kaysa sa mga chromosome. Ang pag-aaral ng mga mutasyon na nagaganap sa DNA ng mga organelles at ang DNA ng mga chromosome ay nagpakita na ang organelle DNA ay may pananagutan lamang sa isang maliit na bahagi ng istraktura ng mga organelles; karamihan sa kanilang mga protina ay naka-encode sa mga gene na matatagpuan sa mga chromosome. Ang kamag-anak na awtonomiya ng mitochondria at plastids ay itinuturing na isa sa mga patunay ng kanilang symbiotic na pinagmulan.