19.10: Crista Zarındaki Süper Kompleksler

The Supercomplexes in the Crista Membrane
JoVE Core
Cell Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Cell Biology
The Supercomplexes in the Crista Membrane
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

2,489 Views

01:41 min
April 30, 2023

Overview

Mitokondriyal cristae membranı, solunum kompleksleri I’den V’ye aracılık edilen oksidatif fosforilasyon (OXPHOS) enerji dönüşümü sürecinin birincil bölgesidir. Bu kompleksler onlarca yıldır geniş çapta incelenmiştir ve solunum süper kompleksleri (SC) adı verilen supramoleküler yapılar oluşturdukları kanıtlanmıştır. Bu yüksek dereceli kompleksler, elektron transfer verimliliğini artırırken biyokimyasal yapının korunmasında ve bireysel komplekslerin fizyolojik aktivitesinin iyileştirilmesinde çok önemli olabilir.

Solunum zinciri süper kompleks türleri

Solunum süper kompleksleri, cristae membranında tek OXPHOS kompleksleri ile birlikte bulunabilir. Birçok farklı süperkompleks türü arasında, kompleks I monomer, kompleks III dimer ve bir veya daha fazla kompleks IV birimi içerenler en bol süperkompleksi oluşturur- SC I+III2+IV1-2. Bu süper kompleks aynı zamanda ‘respirazomlar’ olarak da bilinir, çünkü ubikinon ve sitokrom c varlığında otonom olarak solunum yapabilir.

Ek olarak, metabolik ve fizyolojik koşullara bağlı olarak bolluğu ve bileşimi organizmalar ve dokular arasında değişebilen çeşitli diğer bileşimlerin ve stokiyometrilerin süper kompleksleri olabilir. Örneğin, kompleks I kararsız bir yapıya sahiptir ve bireysel protein alt birimlerine ayrışabilir. Kompleks I’in kararlılığı, SC I+III2’deki kompleks III dimer gibi diğer komplekslerle olan ilişkisine bağlıdır. Kompleks III’ün kaybına yol açan genetik mutasyonlar, kompleks I ve ilişkili süperkomplekslerin kaybı ile ilişkilidir.

Kompleks III ayrıca süperkomplekste (III2 + IV1-2) bir veya birden fazla kompleks IV birimi ile kararlı bir ilişki oluşturur. Bu tür daha basit süper kompleksler, kompleks-I ifade etmeyen Saccharomyces cerevisiae gibi organizmalarda bol miktarda bulunur. Bu tür organizmalar, elektronlar için elektron taşıma zincirine tek giriş noktası olarak hizmet eden kompleks II’ye ek olarak esas olarak SC III2 + IV1 ve III2 + IV2’yi içerir.

Solunum süper kompleksleri, megakompleksler veya solunum dizileri adı verilen daha büyük kompleksler halinde organize edilebilir. İnsan solunumumu SCI + III2 + IV, dairesel bir MCI2 + III2 + IV2 oluşturabilir. Bu yüksek dereceli komplekslerin işlevi bir araştırma alanı olmaya devam etmektedir.

Transcript

Elektron zinciri kompleksleri, redoks reaksiyonlarını ATP sentezi ile birleştirmek için çok önemli bileşenlerdir.

İç mitokondriyal zarda, elektronları iki komşu kompleks arasında taşıyan hareketli elektron taşıyıcılarına sahip ayrı varlıklar olarak bulunabilirler.

Alternatif olarak, kardiyolipin adı verilen bir fosfolipid, moleküler yapıştırıcı görevi görür ve bireysel komplekslerin farklı kombinasyonlarını solunum zinciri süper kompleksleri ve hatta megakompleksler halinde düzenler.

Bir süper komplekste, komşu kompleksler arasındaki mesafe, ayrı ayrı düzenlenmiş komplekslere kıyasla azalır.

Bu, mobil elektron taşıyıcılarının süper kompleks düzeneğinde bir kompleksten diğerine hızlı bir şekilde yayılmasını sağlayarak elektron transferini ve proton pompalama verimliliğini artırır.

Yüksek enerji talebi olan hücrelerde, bir solunum süper kompleksi böylece ATP üretimini yukarı regüle etmek için büyük bir proton hareket kuvveti üretebilir.

Ek olarak, süper kompleksler, reaktif oksijen türlerinin veya ROS’un düzenlenmesinde de rol oynar.

Toksik süperoksit radikalleri, demir-kükürt kümeleri gibi reaktif bölgeler oksijene maruz kaldığında üretilir.

Süper karmaşık bir montajda, reaktif bölgeler protein ortamı tarafından yalıtılır ve oksijene erişilemez hale gelir, böylece aşırı ROS oluşumunu önler.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for