Back to chapter

4.11:

Митохондрия

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Peroxisomes and Mitochondria

Languages

Share

В эукариотических клетках, две органеллы, Пероксисомы и митохондрии, являются основными объектами использования кислорода. Во-первых, Пероксисомы содержат до 50 различных ферментов внутри их единственной мембраны, которые позволяют реализовывать биосинтетические и деградирующие функции, такие как преобразование длинных цепей жирных кислот в цепи средней длины, и снятие полученной в результате перекиси водорода. Этот вредный побочный продукт также можно использовать для расщепления таких веществ, как спирт.По этой причине Пероксисомы концентрируются в печени и почках для детоксикации крови. Конечный продукт бета-окисления ацетил-CoA, который может входить в митохондрии вместе с пируватом из углеводов, дегенерируя ATФ через цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование. Митохондрион двойная органелла, ограниченная мембраной.Цикл лимонной кислоты занимает место в жидкой матрице, и окислительное фосфорилирование использует комплексы цепей электронного транспорта, расположенные на внутренней мембране, которая складывается много раз для формирования структур, называемых кристы. Митохондрии обнаружены Во всех клетках эукариотов, кроме красных клеток крови, и присутствуют в больших количествах в тканях с высокими требованиями к энергопотреблению, таких как мышцы и печень.

4.11:

Митохондрия

Митохондрии и пероксисомы являются органеллами, которые являются основными местами использования кислорода в эукариотических клетках. Митохондрии выполняют клеточное дыхание – процесс, который преобразует энергию из пищи в АТФ – основную форму энергии, используемой клетками. Пероксисомы выполняют различные функции, в первую очередь разбивая различные вещества, такие как жирные кислоты.

Пероксисомы содержат до 50 ферментов и окружены одной мембраной. Они выполняют окислительные реакции, которые распадают молекулы и производят перекись водорода (H2O2) в качестве побного продукта. H2O2 токсичен для клеток, но пероксисома содержит фермент каталазы, который преобразует H2O2 в безвредную воду и кислород. Кроме того, каталаза использует H2O2 для распада алкоголя в печени на альдегид и воду. Однако, так как H2O2 производится в очень низких количествах в организме, другие ферменты в первую очередь ухудшают алкоголь.

Важнейшей функцией пероксисомы является распад жирных кислот в процессе, называемом «окисление». Полученный продукт – ацетил-КоА – высвобождается в цитозол и может попасть в митохондрии, где он используется для производства АТФ. В клетках млекопитающих митохондрии также проводят окисление, а также используют продукты из катаболизма других источников энергии, таких как глюкоза, для производства АТФ.

Митохондрии окружены двойной мембраной: гладкой внешней мембраной и внутренней мембраной, которая имеет много складок, называемых cristae. Внутри внутренней мембраны находится область, называемая матрицей. Во время клеточного дыхания пируват от распада глюкозы в цитоплазме попадает в матрицу, где попадает в цикл лимонной кислоты. Затем окислительное фосфорилирование через электронную транспортную цепочку происходит во внутренней мембране митохондрий, что приводит к выработке значительного количества АТФ. Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны, обеспечивая больше регионов для производства АТФ.

И пероксисомы, и митохондрии самовоспроизводяются, но митохондрии дополнительно имеют свою ДНК и рибосомы, что позволяет им производить свои белки. Митохондрии и пероксисомы оба высоко сосредоточены в клетках, где они необходимы больше всего. Например, клетки печени, которые распадают токсичные вещества в крови, имеют большое количество пероксисом, а мышечные клетки, которые имеют большие потребности в энергии, богаты митохондриями.