माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना। माइटोकॉन्ड्रिया स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित करता है

21.10.2019

एक अच्छी तरह से स्थापित राय है कि मानव धीरज हृदय की मांसपेशियों के प्रशिक्षण से जुड़ा है, और इसके लिए लंबे समय तक कम तीव्रता का काम करना आवश्यक है।
वास्तव में, ऐसा नहीं है: धीरज मांसपेशियों के तंतुओं के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया से अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। इसलिए, धीरज प्रशिक्षण प्रत्येक मांसपेशी फाइबर के भीतर अधिकतम मात्रा में माइटोकॉन्ड्रिया के विकास से ज्यादा कुछ नहीं है।
और तब से माइटोकॉन्ड्रिया की अधिकतम संख्या मांसपेशी फाइबर के अंदर की जगह द्वारा सीमित होती है, फिर धीरज का विकास किसी विशेष व्यक्ति में मौजूद मांसपेशियों की संख्या से सीमित होता है।
संक्षेप में बोल रहा हूँ: एक व्यक्ति के पास विशिष्ट मांसपेशी समूहों के भीतर जितना अधिक माइटोकॉन्ड्रिया होता है, वे विशिष्ट मांसपेशी समूह उतने ही अधिक लचीले होते हैं।
और सबसे महत्वपूर्ण: कोई सामान्य सहनशक्ति नहीं है। विशिष्ट मांसपेशी समूहों का केवल स्थानीय धीरज होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया। यह क्या है

माइटोकॉन्ड्रिया मानव शरीर की कोशिकाओं के भीतर विशेष अंग (संरचनाएं) हैं जो मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा उत्पादन के लिए जिम्मेदार हैं। उन्हें कभी-कभी सेल के पावर स्टेशन कहा जाता है।
इस मामले में, माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती है। ऑक्सीजन के बिना ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया की तुलना करते समय ऑक्सीजन माइटोकॉन्ड्रिया के भीतर ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया को यथासंभव कुशल बनाती है।
ऊर्जा उत्पादन के लिए ईंधन पूरी तरह से अलग पदार्थ हो सकते हैं: वसा, ग्लाइकोजन, ग्लूकोज, लैक्टेट, हाइड्रोजन आयन।

माइटोकॉन्ड्रिया और धीरज। यह कैसे होता है

मांसपेशियों के संकुचन के साथ, एक अवशिष्ट उत्पाद हमेशा प्रकट होता है। यह आमतौर पर लैक्टिक एसिड होता है, जो लैक्टेट और हाइड्रोजन आयनों से बना एक रासायनिक यौगिक होता है।
जैसे ही हाइड्रोजन आयन मांसपेशी फाइबर (मांसपेशी कोशिका) के अंदर जमा होते हैं, हाइड्रोजन आयन मांसपेशी फाइबर संकुचन के लिए ऊर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया में हस्तक्षेप करना शुरू कर देते हैं। और जैसे ही हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता एक महत्वपूर्ण स्तर तक पहुँचती है, मांसपेशियों का संकुचन बंद हो जाता है। और यह क्षण किसी विशेष मांसपेशी समूह के धीरज के अधिकतम स्तर का संकेत दे सकता है।
माइटोकॉन्ड्रिया में हाइड्रोजन आयनों को अवशोषित करने और उन्हें आंतरिक रूप से रीसायकल करने की क्षमता होती है।
निम्नलिखित स्थिति सामने आती है। यदि मांसपेशी फाइबर के अंदर बड़ी संख्या में माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, तो वे बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन आयनों का उपयोग करने में सक्षम होते हैं। इसका अर्थ है प्रयास को रोकने की आवश्यकता के बिना किसी विशेष मांसपेशी का लंबा काम।
आदर्श रूप से, यदि काम कर रहे मांसपेशी फाइबर के अंदर माइटोकॉन्ड्रिया बनने वाले हाइड्रोजन आयनों की पूरी मात्रा का उपयोग करने के लिए पर्याप्त हैं, तो ऐसे मांसपेशी फाइबर व्यावहारिक रूप से अक्षम हो जाते हैं और तब तक काम करना जारी रखने में सक्षम होते हैं जब तक मांसपेशियों के संकुचन के लिए पर्याप्त पोषक तत्व होते हैं।
उदाहरण।
हम में से लगभग हर कोई लंबे समय तक तेज गति से चलने में सक्षम होता है, लेकिन बहुत जल्द हम तेज गति से दौड़ना बंद करने को मजबूर हो जाते हैं। ऐसा क्यों है?
तेजी से चलने पर, तथाकथित। ऑक्सीडेटिव और मध्यवर्ती मांसपेशी फाइबर। ऑक्सीडेटिव मांसपेशी फाइबर को अधिकतम संभव संख्या में माइटोकॉन्ड्रिया की विशेषता होती है, मोटे तौर पर बोलते हुए, 100% माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।
मध्यवर्ती मांसपेशी फाइबर में, माइटोकॉन्ड्रिया काफ़ी कम होते हैं, इसे अधिकतम मात्रा का 50% होने दें। नतीजतन, हाइड्रोजन आयन धीरे-धीरे मध्यवर्ती मांसपेशी फाइबर के अंदर जमा होने लगते हैं, जिससे मांसपेशी फाइबर संकुचन समाप्त हो जाना चाहिए।
लेकिन यह इस तथ्य के कारण नहीं होता है कि हाइड्रोजन आयन ऑक्सीडेटिव मांसपेशी फाइबर में प्रवेश करते हैं, जहां माइटोकॉन्ड्रिया आसानी से उनके उपयोग का सामना कर सकते हैं।
नतीजतन, हम तब तक चलते रहने में सक्षम हैं जब तक शरीर में पर्याप्त ग्लाइकोजन है, साथ ही साथ काम करने वाले ऑक्सीडेटिव मांसपेशी फाइबर के अंदर वसा का भंडार है। तब हमें अपने ऊर्जा भंडार को फिर से भरने के लिए आराम करना होगा।
तेजी से दौड़ने के मामले में, उपरोक्त ऑक्सीडेटिव और मध्यवर्ती मांसपेशी फाइबर के अलावा, तथाकथित। ग्लाइकोलाइटिक मांसपेशी फाइबर जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया लगभग अनुपस्थित हैं। इसलिए, ग्लाइकोलाइटिक मांसपेशी फाइबर केवल थोड़े समय के लिए काम करने में सक्षम होते हैं, लेकिन बेहद तीव्रता से। इस तरह दौड़ने की गति बढ़ जाती है।
तब हाइड्रोजन आयनों की कुल संख्या ऐसी हो जाती है कि एक ही स्थान पर उपलब्ध माइटोकॉन्ड्रिया की पूरी संख्या अब उनका उपयोग नहीं कर पाती है। प्रस्तावित तीव्रता के कार्य को करने से इंकार करना आता है।
लेकिन क्या होगा यदि सभी मांसपेशी समूहों के अंदर केवल ऑक्सीडेटिव मांसपेशी फाइबर हों?
इस मामले में, ऑक्सीडेटिव फाइबर वाला मांसपेशी समूह अथक हो जाता है। इसकी सहनशक्ति अनंत के बराबर हो जाती है (बशर्ते पर्याप्त मात्रा में पोषक तत्व हों - वसा और ग्लाइकोजन)।
हम निम्नलिखित निष्कर्ष निकालते हैं: धीरज प्रशिक्षण के लिए, काम कर रहे मांसपेशी फाइबर के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया का विकास प्रमुख महत्व रखता है। यह माइटोकॉन्ड्रिया के लिए धन्यवाद है कि मांसपेशी समूहों का धीरज हासिल किया जाता है।
शरीर का कोई सामान्य धीरज नहीं है, क्योंकि धीरज (प्रस्तावित तीव्रता का कार्य करने की क्षमता) कामकाजी मांसपेशियों में माइटोकॉन्ड्रिया की उपस्थिति से जुड़ा है। जितने अधिक माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, उतनी ही अधिक सहनशक्ति मांसपेशियां दिखाने में सक्षम होती हैं।


माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य एटीपी का संश्लेषण है, जो किसी भी जीवित कोशिका में रासायनिक ऊर्जा का एक सार्वभौमिक रूप है। प्रोकैरियोट्स की तरह, यह अणु दो तरह से बन सकता है: ग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप) या एक ट्रांसमेम्ब्रेन इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट की ऊर्जा के उपयोग से जुड़े झिल्ली फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रिया में। प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयन)। माइटोकॉन्ड्रिया इन दोनों मार्गों को लागू करते हैं, जिनमें से पहला सब्सट्रेट ऑक्सीकरण की प्रारंभिक प्रक्रियाओं की विशेषता है और मैट्रिक्स में होता है, और दूसरा ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रियाओं को पूरा करता है और माइटोकॉन्ड्रियल क्राइस्ट से जुड़ा होता है। उसी समय, यूकेरियोटिक कोशिका के ऊर्जा-उत्पादक जीवों के रूप में माइटोकॉन्ड्रिया की विशिष्टता एटीपी पीढ़ी के दूसरे मार्ग को निर्धारित करती है, जिसे "केमियोस्मोटिक संयुग्मन" कहा जाता है। वास्तव में, यह आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के दोनों किनारों पर एनएडीएच समकक्षों को इलेक्ट्रोकेमिकल प्रोटॉन ग्रेडिएंट एजीएच + में कम करने की रासायनिक ऊर्जा का अनुक्रमिक रूपांतरण है, जो झिल्ली से बंधे एटीपी सिंथेटेस को सक्रिय करता है और उच्च ऊर्जा बंधन के गठन के साथ समाप्त होता है एटीपी अणु में।

सभी कोशिका झिल्ली लिपिड अणुओं की दोहरी परत पर आधारित होती हैं। उनके हाइड्रोफोबिक "पूंछ", फैटी एसिड अणुओं के अवशेषों से मिलकर, दोहरी परत के इंटीरियर का सामना करते हैं। बाहर ग्लिसरीन अल्कोहल अणु के शेष से मिलकर हाइड्रोफिलिक "सिर" होते हैं। झिल्लियों की संरचना में अक्सर फॉस्फोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स (उनके अणु सबसे ध्रुवीय होते हैं), साथ ही साथ वसा और वसा जैसे पदार्थ (उदाहरण के लिए, कोलेस्ट्रॉल) शामिल होते हैं। लिपिड झिल्ली का आधार हैं, इसकी स्थिरता और शक्ति प्रदान करते हैं, अर्थात। एक संरचनात्मक (भवन) कार्य करें। यह कार्य लिपिड की हाइड्रोफोबिसिटी के कारण संभव है।

प्लास्टिड्स। पादप कोशिका में उनकी उत्पत्ति की परिकल्पना। क्लोरोप्लास्ट की सूक्ष्म संरचना, उनके कार्य, अंगों में उनका स्थान

प्लास्टिड यूकेरियोटिक पौधों के अंग और कुछ प्रकाश संश्लेषक प्रोटोजोआ (उदाहरण के लिए, हरा यूग्लीना) हैं। वे एक दोहरी झिल्ली से ढके होते हैं और उनमें गोलाकार डीएनए की कई प्रतियां होती हैं। सामान्य तौर पर, जीवों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: ऐसे जीव जिनकी कोशिकाओं में वास्तविक कोशिका नाभिक होते हैं, और ऐसे जीव जिनके पास यह संपत्ति नहीं होती है। पूर्व को यूकेरियोट्स कहा जाता है, बाद वाले को प्रोकैरियोट्स कहा जाता है। प्रोकैरियोट्स में बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल शामिल हैं। यूकेरियोट्स अन्य सभी एकल और बहुकोशिकीय जीवित चीजों को एकजुट करते हैं। प्रोकैरियोट्स के विपरीत, कोशिका नाभिक रखने के अलावा, इन जीवों को ऑर्गेनेल बनाने की एक स्पष्ट क्षमता द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है। ऑर्गेनोइड झिल्ली द्वारा अलग किए गए कोशिकाओं के घटक भाग हैं। तो, सबसे बड़े सेलुलर ऑर्गेनेल (एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत कम से कम अलग-अलग) जो यूकेरियोट्स के पास हैं, वे माइटोकॉन्ड्रिया हैं, और पौधों के जीवों में भी प्लास्टिड होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड ज्यादातर कोशिका के कोशिका द्रव्य से दो झिल्लियों द्वारा अलग होते हैं। (कुछ संरचनात्मक विवरण। माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर यूकेरियोटिक कोशिकाओं के "पावर स्टेशन" कहा जाता है, क्योंकि वे कोशिका में ऊर्जा के निर्माण और रूपांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पौधों के लिए प्लास्टिड कम महत्वपूर्ण नहीं हैं: क्लोरोप्लास्ट, जो मुख्य प्रकार हैं प्लास्टिड्स में प्रकाश संश्लेषण का तंत्र होता है, जो सूर्य के प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

जीवों के विभिन्न समूहों में, क्लोरोप्लास्ट कोशिका में आकार, संरचना और संख्या में काफी भिन्न होते हैं। क्लोरोप्लास्ट की संरचनात्मक विशेषताएं महान टैक्सोनॉमिक महत्व की हैं।

क्लोरोप्लास्ट का मुख्य कार्य प्रकाश ऊर्जा को पकड़ना और परिवर्तित करना है।

दानेदार झिल्लियों में एक हरा रंगद्रव्य, क्लोरोफिल होता है। यह यहाँ है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश प्रतिक्रियाएं होती हैं - क्लोरोफिल द्वारा प्रकाश किरणों का अवशोषण और प्रकाश ऊर्जा का उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा में रूपांतरण। प्रकाश से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन, अर्थात्, अधिक ऊर्जा होने पर, अपघटन के लिए अपनी ऊर्जा छोड़ देते हैं

पानी और एटीपी संश्लेषण। जब पानी विघटित होता है, तो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन बनते हैं। ऑक्सीजन को वायुमंडल में छोड़ा जाता है, और हाइड्रोजन प्रोटीन फेरेडॉक्सिन से बंधा होता है।

2. प्लास्टिड्स। पादप कोशिका में उनकी उत्पत्ति की परिकल्पना। क्रोमोप्लास्ट की सूक्ष्मदर्शी संरचना, उनके कार्य, अंगों में उनका स्थान

क्रोमोप्लास्ट (रंगीन परतें) रंगीन गैर-हरे रंग के शरीर होते हैं जो हरे शरीर (क्लोरोप्लास्ट) के विपरीत उच्च पौधों के शरीर में निहित होते हैं।

क्रोमोप्लास्ट में कई कैरोटीन से केवल पीले, नारंगी और लाल रंग के वर्णक होते हैं (क्लोरोफिल देखें)। उच्च पौधों में शुद्ध लाल, नीले और बैंगनी रंग के वर्णक (एंथोसायनिन) और गैर-कैरोटीन - पीले (एंथोक्लोर) कोशिका रस में घुल जाते हैं। क्रोमोप्लास्ट का आकार विविध है: वे गोल, बहुभुज, रॉड के आकार, फ्यूसीफॉर्म, सिकल-आकार, त्रि-सींग वाले आदि हैं। क्रोमोप्लास्ट ज्यादातर क्लोरोप्लास्ट (क्लोरोफिल अनाज) से उत्पन्न होते हैं, जो क्लोरोफिल और स्टार्च खो देते हैं, जो कि ध्यान देने योग्य है क्लोरोप्लास्ट में कैरोटीन का विकास इस तथ्य से स्पष्ट है कि पूर्व उनमें क्लोरोफिल के साथ निहित है। जैसे क्लोरोप्लास्ट में, क्रोमोप्लास्ट में वर्णक एक प्रोटोप्लाज्मिक, रंगहीन आधार में केवल व्यक्तिगत समावेशन बनाता है, कभी-कभी वास्तविक क्रिस्टल, सुई की तरह, बालों की तरह, सीधे या घुमावदार, आदि के रूप में।

क्लोरोप्लास्ट समारोह: प्रकाश संश्लेषण। यह माना जाता है कि क्लोरोप्लास्ट की उत्पत्ति प्राचीन एंडोसिम्बायोटिक साइनोबैक्टीरिया (सहजीवन का सिद्धांत) से हुई है। इस धारणा का आधार कई विशेषताओं (गोलाकार, "नग्न" डीएनए, 70S-प्रकार के राइबोसोम, प्रजनन विधि) में क्लोरोप्लास्ट और आधुनिक बैक्टीरिया की समानता है। )

प्लास्टिड्स। पादप कोशिका में उनकी उत्पत्ति की परिकल्पना। ल्यूकोप्लास्ट की सूक्ष्म संरचना, उनके कार्य, अंगों में उनका स्थान

ल्यूकोप्लास्ट पौधों की कोशिकाओं में रंगहीन गोलाकार प्लास्टिड होते हैं।

ल्यूकोप्लास्ट भंडारण ऊतकों (कंद, प्रकंद), एपिडर्मल कोशिकाओं और पौधों के अन्य भागों में बनते हैं। वे स्टार्च (तथाकथित एमाइलोप्लास्ट), वसा, प्रोटीन का संश्लेषण और संचय करते हैं। ल्यूकोप्लास्ट में एंजाइम होते हैं जिनकी मदद से प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में बनने वाले ग्लूकोज से स्टार्च का संश्लेषण होता है। प्रकाश में, ल्यूकोप्लास्ट क्लोरोप्लास्ट में बदल जाते हैं।

आकार भिन्न होता है (गोलाकार, गोल, क्यूप्ड, आदि)। ल्यूकोप्लास्ट दो झिल्लियों द्वारा सीमित होते हैं। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, भीतरी झिल्ली कुछ थायलाकोइड बनाती है। स्ट्रोमा में गोलाकार "नग्न" डीएनए, टीओएस-प्रकार के राइबोसोम, संश्लेषण के लिए एंजाइम और आरक्षित पोषक तत्वों का हाइड्रोलिसिस होता है। कोई रंगद्रव्य नहीं हैं। भूमिगत पौधों के अंगों (जड़ों, कंद, प्रकंद, आदि) की कोशिकाओं में विशेष रूप से कई ल्यूकोप्लास्ट होते हैं। ल्यूकोप्लास्ट का कार्य: आरक्षित पोषक तत्वों का संश्लेषण, संचय और भंडारण। अमाइलोप्लास्ट - ल्यूकोप्लास्ट जो स्टार्च को संश्लेषित और संचित करते हैं, एलियोप्लास्ट - तेल, प्रोटीनोप्लास्ट

प्रोटीन। एक ही ल्यूकोप्लास्ट में विभिन्न पदार्थ जमा हो सकते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया।

माइटोकॉन्ड्रिया- लगभग 0.5 माइक्रोन की मोटाई के साथ दो झिल्लियों से युक्त ऑर्गेनेल।

सेल पावर स्टेशन; मुख्य कार्य कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण और एटीपी अणुओं (सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत) के संश्लेषण में उनके क्षय के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग है।

उनकी संरचना के अनुसार, वे बेलनाकार अंग हैं जो एक यूकेरियोटिक कोशिका में कई सौ से 1-2 हजार की मात्रा में पाए जाते हैं और इसकी आंतरिक मात्रा का 10-20% पर कब्जा कर लेते हैं। आकार (1 से 70 माइक्रोन तक) और माइटोकॉन्ड्रिया का आकार भी बहुत भिन्न होता है। इसके अलावा, कोशिका के इन भागों की चौड़ाई अपेक्षाकृत स्थिर (0.5-1 माइक्रोन) होती है। वे आकार बदलने में सक्षम हैं। इस पर निर्भर करता है कि किसी भी समय कोशिका के किन हिस्सों में ऊर्जा की खपत में वृद्धि होती है, माइटोकॉन्ड्रिया गति के लिए यूकेरियोटिक कोशिका के सेल ढांचे की संरचना का उपयोग करते हुए, साइटोप्लाज्म के माध्यम से सबसे अधिक ऊर्जा खपत वाले क्षेत्रों में जाने में सक्षम होते हैं।

ब्यूटी माइटोकॉन्ड्रिया 3डी व्यू में)

एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से काम करने वाले बिखरे हुए छोटे माइटोकॉन्ड्रिया की भीड़ का एक विकल्प और साइटोप्लाज्म के छोटे क्षेत्रों में एटीपी की आपूर्ति करना लंबे और शाखित माइटोकॉन्ड्रिया का अस्तित्व है, जिनमें से प्रत्येक एक दूसरे से दूर सेल के क्षेत्रों को ऊर्जावान रूप से प्रदान कर सकते हैं। इस तरह की एक विस्तारित प्रणाली का एक प्रकार कई माइटोकॉन्ड्रिया (कोंड्रिओम या माइटोकॉन्ड्रिया) का एक क्रमबद्ध स्थानिक जुड़ाव भी हो सकता है, जो उनके सहकारी कार्य को सुनिश्चित करता है।

इस प्रकार का चोंड्रोम मांसपेशियों में विशेष रूप से जटिल होता है, जहां विशाल शाखित माइटोकॉन्ड्रिया के समूह इंटरमिटोकॉन्ड्रियल संपर्कों (एमसीएम) के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। उत्तरार्द्ध कसकर आसन्न बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली द्वारा बनते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इस क्षेत्र में इंटरमेम्ब्रेन स्पेस में इलेक्ट्रॉन घनत्व (कई नकारात्मक चार्ज कण) में वृद्धि हुई है। एमएमसी विशेष रूप से हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं में प्रचुर मात्रा में होते हैं, जहां वे कई अलग-अलग माइटोकॉन्ड्रिया को एक सुसंगत कार्य सहकारी प्रणाली में जोड़ते हैं।

संरचना।

बाहरी झिल्ली।

माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्ली में लगभग 7 एनएम की मोटाई होती है, प्रोट्रूशियंस और सिलवटों का निर्माण नहीं होता है, और यह अपने आप बंद हो जाता है। बाहरी झिल्ली कोशिकांगों के सभी झिल्लियों के सतह क्षेत्र का लगभग 7% है। मुख्य कार्य साइटोप्लाज्म से माइटोकॉन्ड्रिया का परिसीमन करना है। माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्ली में एक दोहरी वसा परत (कोशिका झिल्ली की तरह) और प्रोटीन होते हैं जो इसे पार करते हैं। वजन के अनुसार समान अनुपात में प्रोटीन और वसा।
एक विशेष भूमिका निभाता है पोरिन - चैनल बनाने वाला प्रोटीन।
यह बाहरी झिल्ली में 2-3 एनएम व्यास में छेद बनाता है, जिसके माध्यम से छोटे अणु और आयन प्रवेश कर सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के परिवहन प्रोटीन के माध्यम से सक्रिय परिवहन के माध्यम से ही बड़े अणु बाहरी झिल्ली को पार कर सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्ली एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली के साथ परस्पर क्रिया कर सकती है; यह लिपिड और कैल्शियम आयनों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

भीतरी झिल्ली।

आंतरिक झिल्ली कई शिखा जैसी तह बनाती है - क्राइस्टा,
इसके सतह क्षेत्र में उल्लेखनीय रूप से वृद्धि करना और, उदाहरण के लिए, यकृत कोशिकाओं में सभी कोशिका झिल्लियों का लगभग एक तिहाई हिस्सा होता है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की संरचना की एक विशिष्ट विशेषता इसमें उपस्थिति है कार्डियोलोपिन - एक विशेष जटिल वसा जिसमें एक साथ चार फैटी एसिड होते हैं और झिल्ली को प्रोटॉन (सकारात्मक चार्ज कण) के लिए बिल्कुल अभेद्य बनाते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली की एक अन्य विशेषता प्रोटीन की एक बहुत उच्च सामग्री (वजन से 70% तक) है, जो परिवहन प्रोटीन, श्वसन श्रृंखला के एंजाइम, साथ ही साथ एटीपी का उत्पादन करने वाले बड़े एंजाइम परिसरों द्वारा दर्शायी जाती है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली, बाहरी के विपरीत, छोटे अणुओं और आयनों के परिवहन के लिए विशेष उद्घाटन नहीं होता है; उस पर, मैट्रिक्स के सामने की तरफ, विशेष अणु, एंजाइम होते हैं जो एटीपी का उत्पादन करते हैं, जिसमें एक सिर, एक पैर और एक आधार होता है। जब प्रोटॉन उनके बीच से गुजरते हैं, तो एक atf बनता है।
कणों के आधार पर, झिल्ली की पूरी मोटाई भरकर, श्वसन श्रृंखला के घटक स्थित होते हैं। कुछ स्थानों पर बाहरी और आंतरिक झिल्ली स्पर्श करते हैं, एक विशेष रिसेप्टर प्रोटीन होता है जो न्यूक्लियस में एन्कोडेड माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में परिवहन की सुविधा प्रदान करता है।

आव्यूह।

आव्यूह- आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमित स्थान। माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स (गुलाबी पदार्थ) में फैटी एसिड के पाइरूवेट के ऑक्सीकरण के लिए एंजाइम सिस्टम होते हैं, साथ ही एंजाइम जैसे ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड (सेल श्वसन चक्र) होते हैं। इसके अलावा, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए, आरएनए और माइटोकॉन्ड्रिया के अपने प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण भी यहां स्थित हैं।

पाइरूवेट्स (पाइरुविक अम्ल लवण)- जैव रसायन में महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिक। वे इसके टूटने के दौरान ग्लूकोज चयापचय के अंतिम उत्पाद हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए।

परमाणु डीएनए से कई अंतर:

- माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए परमाणु डीएनए के विपरीत गोलाकार होता है, जो क्रोमोसोम में पैक होता है।

- एक ही प्रजाति के माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए के विभिन्न विकासवादी रूपों के बीच समान क्षेत्रों का आदान-प्रदान करना असंभव है।

और इसलिए, संपूर्ण अणु सहस्राब्दियों में धीरे-धीरे परिवर्तन करके ही बदलता है।

- माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में कोड म्यूटेशन स्वतंत्र रूप से परमाणु डीएनए से हो सकते हैं।

डीएनए के परमाणु कोड का उत्परिवर्तन मुख्य रूप से कोशिका विभाजन के दौरान होता है, लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका से स्वतंत्र रूप से विभाजित होता है, और परमाणु डीएनए से अलग कोड का उत्परिवर्तन प्राप्त कर सकता है।

- माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की संरचना ही सरल है, क्योंकि कई घटक डीएनए पढ़ने की प्रक्रिया खो गई है।

- परिवहन आरएनए की संरचना समान होती है। लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल आरएनए केवल माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होते हैं।

अपने स्वयं के आनुवंशिक उपकरण होने के कारण, माइटोकॉन्ड्रिया की अपनी प्रोटीन-संश्लेषण प्रणाली भी होती है, जिसकी एक विशेषता जानवरों और कवक की कोशिकाओं में बहुत छोटे राइबोसोम होते हैं।

कार्य।

ऊर्जा उत्पादन।

माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य एटीपी का संश्लेषण है, जो किसी भी जीवित कोशिका में रासायनिक ऊर्जा का एक सार्वभौमिक रूप है।

यह अणु दो तरह से बन सकता है:

- प्रतिक्रियाओं द्वारा जिसमें किण्वन के कुछ ऑक्सीडेटिव चरणों में जारी ऊर्जा को एटीएफ के रूप में संग्रहीत किया जाता है।

- कोशिकीय श्वसन की प्रक्रिया में कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के दौरान निकलने वाली ऊर्जा के कारण।

माइटोकॉन्ड्रिया इन दोनों मार्गों को लागू करते हैं, जिनमें से पहला प्रारंभिक ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं की विशेषता है और मैट्रिक्स में होता है, और दूसरा ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रियाओं को पूरा करता है और माइटोकॉन्ड्रियल क्राइस्ट से जुड़ा होता है।
इस मामले में, एक यूकेरियोटिक कोशिका के ऊर्जा-उत्पादक जीवों के रूप में माइटोकॉन्ड्रिया की विशिष्टता एटीपी पीढ़ी के दूसरे मार्ग को निर्धारित करती है, जिसे "रसायन परासरणी संयुग्मन" कहा जाता है।
सामान्य तौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया में ऊर्जा उत्पादन की पूरी प्रक्रिया को चार मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से पहले दो मैट्रिक्स में होते हैं, और अंतिम दो - माइटोकॉन्ड्रियल क्राइस्ट पर:

1) पाइरूवेट (ग्लूकोज टूटने का अंतिम उत्पाद) और फैटी एसिड का साइटोप्लाज्म से माइटोकॉन्ड्रिया में एसिटाइल-कोआ में रूपांतरण;

एसिटाइल कोआकई जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उपयोग किया जाने वाला एक महत्वपूर्ण चयापचय यौगिक है। इसका मुख्य कार्य कार्बन परमाणुओं (c) को एसिटाइल समूह (ch3 co) के साथ सेलुलर श्वसन चक्र में पहुंचाना है, ताकि वे ऊर्जा की रिहाई के साथ ऑक्सीकृत हो जाएं।

कोशिकीय श्वसन - जीवों की कोशिकाओं में होने वाली जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक समूह, जिसके दौरान कार्बोहाइड्रेट, वसा और अमीनो एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

2) सेलुलर श्वसन के चक्र में एसिटाइल-कोआ का ऑक्सीकरण, जिससे सुपर का निर्माण होता है;

नाधी– कोएंजाइम, इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन के वाहक का कार्य करता है, जो इसे ऑक्सीकरण योग्य पदार्थों से प्राप्त करता है।

3) श्वसन श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉनों का ओवरहेड से ऑक्सीजन में स्थानांतरण;

4) झिल्ली एटीपी-निर्माण परिसर की गतिविधि के परिणामस्वरूप एटीपी का गठन।

एटीपी सिंथेटेस।

एटीपी सिंथेटेस– एटीपी अणुओं के उत्पादन के लिए स्टेशन।

संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से, एटीपी सिंथेटेस में दो बड़े टुकड़े होते हैं जिन्हें F1 और F0 प्रतीकों द्वारा दर्शाया जाता है। उनमें से पहला (संयुग्मन कारक F1) माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स की ओर निर्देशित होता है और झिल्ली से एक गोलाकार गठन के रूप में 8 एनएम ऊंचाई और 10 एनएम चौड़ाई में फैलता है। इसमें नौ सबयूनिट होते हैं, जो पांच प्रकार के प्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं। तीन α सबयूनिट्स की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला और समान β सबयूनिट्स को संरचना में समान प्रोटीन ग्लोब्यूल्स में बदल दिया जाता है, जो एक साथ एक हेक्सामर (αβ) 3 बनाते हैं, जो थोड़ा चपटा गेंद जैसा दिखता है।

सबयूनिटकिसी भी कण का संरचनात्मक और कार्यात्मक घटक है
पॉलीपेप्टाइड्स- कार्बनिक यौगिक जिसमें 6 से 80-90 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं।
ग्लोब्यूल- मैक्रोमोलेक्यूल्स की स्थिति, जिसमें कड़ियों का कंपन छोटा होता है।
हेक्सामेर- एक यौगिक जिसमें 6 सबयूनिट होते हैं।

कसकर पैक किए गए नारंगी स्लाइस की तरह, क्रमिक α और β सबयूनिट 120 ° के रोटेशन कोण के बारे में समरूपता की विशेषता वाली संरचना बनाते हैं। इस हेक्सामर के केंद्र में γ सबयूनिट है, जो दो विस्तारित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा बनाई गई है और लगभग 9 एनएम लंबी थोड़ी विकृत घुमावदार रॉड जैसा दिखता है। इस मामले में, सबयूनिट का निचला हिस्सा गोले से 3 एनएम तक झिल्ली परिसर F0 की ओर फैलता है। इसके अलावा हेक्सामर के अंदर से जुड़ा एक छोटा सबयूनिट है। अंतिम (नौवां) सबयूनिट को नामित किया गया है और यह F1 के बाहर स्थित है।

अवयस्क- एक एकल सबयूनिट।

एटीपी सिंथेटेस का झिल्ली हिस्सा एक पानी-प्रतिकारक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो झिल्ली में और उसके माध्यम से प्रवेश करता है और हाइड्रोजन प्रोटॉन के पारित होने के लिए दो आधे चैनल होते हैं। कुल मिलाकर, F0 कॉम्प्लेक्स में टाइप . का एक प्रोटीन सबयूनिट शामिल होता है ए, सबयूनिट की दो प्रतियां बी, साथ ही छोटी उपइकाई की 9 से 12 प्रतियाँ सी... सबयूनिट ए(आणविक भार 20 kDa) झिल्ली में पूरी तरह से डूब जाता है, जहां यह इसे पार करते हुए छह α-पेचदार खंड बनाता है। सबयूनिट बी(आणविक भार 30 kDa) में झिल्ली में डूबा हुआ केवल एक अपेक्षाकृत छोटा α-पेचदार खंड होता है, और इसका शेष भाग झिल्ली से F1 की ओर स्पष्ट रूप से फैला होता है और इसकी सतह पर स्थित δ सबयूनिट से जुड़ा होता है। एक सबयूनिट की 9-12 प्रतियों में से प्रत्येक सी(आणविक भार 6-11 kDa) दो जल-विकर्षक α-हेलीकॉप्टरों का एक अपेक्षाकृत छोटा प्रोटीन है, जो F1 की ओर उन्मुख एक छोटे जल-आकर्षक लूप द्वारा एक-दूसरे से जुड़ा होता है, और सभी एक साथ डूबे हुए सिलेंडर के रूप में एक एकल पहनावा बनाते हैं झिल्ली में... F1 कॉम्प्लेक्स से F0 की ओर फैला हुआ γ सबयूनिट इस सिलेंडर के अंदर ठीक से डूबा हुआ है और इसके साथ मजबूती से जुड़ा हुआ है।
इस प्रकार, ATPase अणु में, प्रोटीन सबयूनिट्स के दो समूहों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जिनकी तुलना मोटर के दो भागों से की जा सकती है: रोटर और स्टेटर।

"स्टेटर"झिल्ली के सापेक्ष स्थिर है और इसमें एक गोलाकार हेक्सामर (αβ) 3 शामिल है जो इसकी सतह और सबयूनिट पर स्थित है, साथ ही साथ सबयूनिट्स भी हैं एतथा बीझिल्ली परिसर F0.

इस संरचना के सापेक्ष चल "रोटर"γ और सबयूनिट होते हैं, जो प्रमुख रूप से (αβ) 3 कॉम्प्लेक्स से बाहर निकलते हैं, झिल्ली में डूबे हुए सबयूनिट्स की एक रिंग से जुड़ते हैं सी.

एटीपी को संश्लेषित करने की क्षमता एक एकल जटिल F0F1 की एक संपत्ति है, जिसे F0 से F1 के माध्यम से हाइड्रोजन प्रोटॉन के हस्तांतरण के साथ जोड़ा जाता है, जिसके बाद में प्रतिक्रिया केंद्र होते हैं जो ADP और फॉस्फेट को ATP अणु में परिवर्तित करते हैं। एटीपी सिंथेटेस के काम के लिए प्रेरक शक्ति इलेक्ट्रॉनिक (नकारात्मक रूप से चार्ज) परिवहन श्रृंखला के संचालन के परिणामस्वरूप आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर निर्मित प्रोटॉन (सकारात्मक रूप से चार्ज) क्षमता है।
एटीपी सिंथेटेस के "रोटर" को चलाने वाला बल तब उत्पन्न होता है जब झिल्ली के बाहरी और आंतरिक पक्षों के बीच संभावित अंतर> 220 10-3 वोल्ट तक पहुंच जाता है और सीमा पर स्थित F0 में एक विशेष चैनल के माध्यम से बहने वाले प्रोटॉन के प्रवाह द्वारा प्रदान किया जाता है। सबयूनिट्स के बीच एतथा सी... इस मामले में, प्रोटॉन स्थानांतरण पथ में निम्नलिखित संरचनात्मक तत्व शामिल हैं:

1) अलग-अलग अक्षों पर स्थित दो "आधा-चैनल", जिनमें से पहला इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से आवश्यक कार्यात्मक समूहों F0 तक प्रोटॉन के प्रवाह को सुनिश्चित करता है, और दूसरा माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में उनके आउटपुट को सुनिश्चित करता है;

2) सबयूनिट्स की अंगूठी सी, जिनमें से प्रत्येक के मध्य भाग में एक प्रोटोनेटेड कार्बोक्सिल समूह (COOH) होता है जो इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से H + को जोड़ने और संबंधित प्रोटॉन चैनलों के माध्यम से उन्हें दूर करने में सक्षम होता है। उपइकाइयों के आवधिक विस्थापन के परिणामस्वरूप साथप्रोटॉन चैनल के माध्यम से प्रोटॉन के प्रवाह के कारण, γ सबयूनिट बदल जाता है, सबयूनिट्स की एक अंगूठी में विसर्जित हो जाता है साथ.

इस प्रकार, एटीपी सिंथेटेस की एकीकृत गतिविधि सीधे इसके "रोटर" के रोटेशन से संबंधित है, जिसमें सबयूनिट के रोटेशन से सभी तीन एकजुट β सबयूनिट्स के निर्माण में एक साथ परिवर्तन होता है, जो अंततः एंजाइम के काम को सुनिश्चित करता है। . इस मामले में, एटीपी के गठन के मामले में, "रोटर" प्रति सेकंड चार चक्करों की गति से दक्षिणावर्त घूमता है, और ऐसा घुमाव 120 ° की सटीक छलांग में होता है, जिनमें से प्रत्येक के गठन के साथ होता है एक एटीपी अणु।
एटीपी सिंथेटेस का काम इसके अलग-अलग हिस्सों के यांत्रिक आंदोलनों से जुड़ा हुआ है, जिससे इस प्रक्रिया को "घूर्णन कटैलिसीस" नामक एक विशेष प्रकार की घटना के रूप में वर्गीकृत करना संभव हो गया। जिस तरह एक इलेक्ट्रिक मोटर की वाइंडिंग में विद्युत प्रवाह रोटर को स्टेटर के सापेक्ष चलाता है, एटीपी सिंथेटेस के माध्यम से प्रोटॉन का निर्देशित स्थानांतरण एंजाइम कॉम्प्लेक्स के अन्य सबयूनिट्स के सापेक्ष संयुग्मन कारक F1 के अलग-अलग सबयूनिट्स के रोटेशन का कारण बनता है, एक के रूप में जिसके परिणामस्वरूप यह अद्वितीय ऊर्जा उत्पन्न करने वाला उपकरण रासायनिक कार्य करता है - एटीपी अणुओं को संश्लेषित करता है ... इसके बाद, एटीपी कोशिका के कोशिका द्रव्य में प्रवेश करता है, जहां इसका सेवन विभिन्न ऊर्जा-निर्भर प्रक्रियाओं में किया जाता है। इस तरह के स्थानांतरण को माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में निर्मित एक विशेष एंजाइम एटीपी / एडीपी ट्रांसलोकेस द्वारा किया जाता है।

एडीपी ट्रांसलोकेस- एक प्रोटीन जो आंतरिक झिल्ली में प्रवेश करता है, जो साइटोप्लाज्मिक एडीपी के लिए नए संश्लेषित एटीपी का आदान-प्रदान करता है, जो माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर फंड के संरक्षण की गारंटी देता है।

माइटोकॉन्ड्रिया और आनुवंशिकता।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए लगभग विशेष रूप से मातृ रूप से विरासत में मिला है। प्रत्येक माइटोकॉन्ड्रिया में डीएनए में न्यूक्लियोटाइड के कई खंड होते हैं जो सभी माइटोकॉन्ड्रिया में समान होते हैं (अर्थात, कोशिका में माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए की कई प्रतियां होती हैं), जो माइटोकॉन्ड्रिया के लिए बहुत महत्वपूर्ण है जो क्षति से डीएनए की मरम्मत करने में असमर्थ हैं। उत्परिवर्तन की आवृत्ति)। माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में उत्परिवर्तन कई वंशानुगत मानव रोगों का कारण है।

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संरचना संरचना

माइटोकॉन्ड्रिया सूक्ष्म झिल्ली वाले अंग हैं जो कोशिका को ऊर्जा प्रदान करते हैं। इसलिए, उन्हें कोशिकाओं के ऊर्जा स्टेशन (संचयक) कहा जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया सबसे सरल जीवों, बैक्टीरिया, एंटेमेब की कोशिकाओं में अनुपस्थित हैं, जो ऑक्सीजन के उपयोग के बिना रहते हैं। कुछ हरे शैवाल, ट्रिपैनोसोम, में एक बड़ा माइटोकॉन्ड्रिया होता है, और हृदय की मांसपेशियों और मस्तिष्क की कोशिकाओं में इनमें से 100 से 1000 अंग होते हैं।

संरचनात्मक विशेषता

माइटोकॉन्ड्रिया दो-झिल्ली वाले जीवों से संबंधित हैं, बाहरी और आंतरिक झिल्ली हैं, उनके और एक मैट्रिक्स के बीच एक इंटरमेम्ब्रेन स्पेस है।

बाहरी झिल्ली... यह चिकना है, इसमें कोई तह नहीं है, साइटोप्लाज्म से आंतरिक सामग्री का परिसीमन करता है। इसकी चौड़ाई 7 एनएम है, इसमें लिपिड और प्रोटीन होते हैं। पोरिन, एक प्रोटीन जो बाहरी झिल्ली में चैनल बनाता है, एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वे आयन और आणविक विनिमय प्रदान करते हैं।

इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस... इंटरमेम्ब्रेन स्पेस का आकार लगभग 20 एनएम है। इसे भरने वाला पदार्थ बड़े अणुओं के अपवाद के साथ साइटोप्लाज्म की संरचना के समान है, जो केवल सक्रिय परिवहन द्वारा यहां प्रवेश कर सकता है।

भीतरी झिल्ली... यह मुख्य रूप से प्रोटीन से निर्मित होता है, केवल एक तिहाई लिपिड पदार्थों को आवंटित किया जाता है। बड़ी संख्या में प्रोटीन परिवहन प्रोटीन होते हैं, क्योंकि आंतरिक झिल्ली मुक्त रूप से निष्क्रिय छिद्रों से रहित होती है। यह कई बहिर्गमन बनाता है - क्राइस्ट, जो चपटी लकीरों की तरह दिखता है। माइटोकॉन्ड्रिया में कार्बनिक यौगिकों का CO2 में ऑक्सीकरण क्राइस्ट की झिल्लियों पर होता है। यह प्रक्रिया ऑक्सीजन पर निर्भर है और एटीपी सिंथेटेस की कार्रवाई के तहत की जाती है। जारी ऊर्जा को एटीपी अणुओं के रूप में संग्रहित किया जाता है और आवश्यकतानुसार उपयोग किया जाता है।

आव्यूह- माइटोकॉन्ड्रिया के आंतरिक वातावरण में एक दानेदार सजातीय संरचना होती है। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में, आप कणिकाओं और धागे को गेंदों में देख सकते हैं, जो क्राइस्ट के बीच स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं। मैट्रिक्स में प्रोटीन संश्लेषण की एक अर्ध-स्वायत्त प्रणाली होती है - डीएनए, सभी प्रकार के आरएनए, राइबोसोम यहां स्थित हैं। लेकिन फिर भी, अधिकांश प्रोटीन नाभिक से आते हैं, यही कारण है कि माइटोकॉन्ड्रिया को अर्ध-स्वायत्त अंग कहा जाता है।

पिंजरे की व्यवस्था और विभाजन

चोंड्रियोमासमाइटोकॉन्ड्रिया का एक समूह है जो एक कोशिका में केंद्रित होता है। वे साइटोप्लाज्म में अलग तरह से स्थित होते हैं, जो कोशिकाओं की विशेषज्ञता पर निर्भर करता है। साइटोप्लाज्म में प्लेसमेंट आसपास के जीवों और समावेशन पर भी निर्भर करता है। पौधों की कोशिकाओं में, वे परिधि पर कब्जा कर लेते हैं, क्योंकि केंद्रीय रिक्तिका माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में चली जाती है। वृक्क उपकला की कोशिकाओं में, झिल्ली प्रोट्रूशियंस बनाती है, जिसके बीच माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।

स्टेम सेल में, जहां सभी ऑर्गेनेल द्वारा समान रूप से ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, माइटोकॉन्ड्रिया को बेतरतीब ढंग से रखा जाता है। विशेष कोशिकाओं में, वे मुख्य रूप से सबसे बड़ी ऊर्जा खपत वाले स्थानों पर केंद्रित होते हैं। उदाहरण के लिए, धारीदार मांसपेशियों में, वे मायोफिब्रिल्स के पास स्थित होते हैं। शुक्राणु में, वे कशाभिका की धुरी को सर्पिल रूप से कवर करते हैं, क्योंकि इसे गति में स्थापित करने और शुक्राणु को स्थानांतरित करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्रोटोजोआ, जो सिलिया की मदद से चलते हैं, उनके आधार पर भी बड़ी संख्या में माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।

विभाजन... माइटोकॉन्ड्रिया अपने स्वयं के जीनोम वाले स्वतंत्र प्रजनन में सक्षम हैं। ऑर्गेनेल को कसना या विभाजन का उपयोग करके विभाजित किया जाता है। विभिन्न कोशिकाओं में नए माइटोकॉन्ड्रिया का निर्माण आवृत्ति में भिन्न होता है, उदाहरण के लिए, यकृत ऊतक में, उन्हें हर 10 दिनों में बदल दिया जाता है।

पिंजरे में कार्य

  1. माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य कार्य एटीपी अणुओं का निर्माण है।
  2. कैल्शियम आयनों का जमाव।
  3. जल विनिमय में भागीदारी।
  4. स्टेरॉयड हार्मोन अग्रदूतों का संश्लेषण।

आणविक जीव विज्ञान वह विज्ञान है जो चयापचय में माइटोकॉन्ड्रिया की भूमिका का अध्ययन करता है। वे पाइरूवेट को एसिटाइल-कोएंजाइम ए, फैटी एसिड के बीटा-ऑक्सीकरण में भी परिवर्तित करते हैं।

तालिका: माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना और कार्य (संक्षेप में)
संरचनात्मक तत्व संरचना कार्यों
बाहरी झिल्ली चिकना खोल, लिपिड और प्रोटीन से बनासाइटोप्लाज्म से आंतरिक सामग्री का परिसीमन
इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस हाइड्रोजन आयन, प्रोटीन, सूक्ष्म अणु होते हैंएक प्रोटॉन ग्रेडिएंट बनाता है
भीतरी झिल्ली फॉर्म प्रोट्रूशियंस - क्राइस्ट, प्रोटीन ट्रांसपोर्ट सिस्टम शामिल हैंमैक्रोमोलेक्यूल्स का स्थानांतरण, प्रोटॉन ग्रेडिएंट का रखरखाव
आव्यूह क्रेब्स चक्र एंजाइम, डीएनए, आरएनए, राइबोसोम का स्थानऊर्जा रिलीज के साथ एरोबिक ऑक्सीकरण, पाइरूवेट का एसिटाइल कोएंजाइम ए में रूपांतरण।
राइबोसोम संयुक्त दो उपइकाइयाँप्रोटीन संश्लेषण

माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट के बीच समानताएं


माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट के सामान्य गुण मुख्य रूप से एक दोहरी झिल्ली की उपस्थिति के कारण होते हैं।

समानता के लक्षण भी प्रोटीन को स्वयं संश्लेषित करने की क्षमता में निहित हैं। इन जीवों का अपना डीएनए, आरएनए, राइबोसोम होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट दोनों कसना से विभाजित हो सकते हैं।

वे ऊर्जा उत्पादन करने की क्षमता से भी एकजुट हैं, माइटोकॉन्ड्रिया इस कार्य में अधिक विशिष्ट हैं, लेकिन प्रकाश संश्लेषक प्रक्रियाओं के दौरान क्लोरोप्लास्ट भी एटीपी अणु बनाते हैं। तो, पौधों की कोशिकाओं में जानवरों की तुलना में कम माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, क्योंकि क्लोरोप्लास्ट आंशिक रूप से उनके लिए कार्य करते हैं।

आइए संक्षेप में समानताओं और अंतरों का वर्णन करें:

  • वे दो झिल्ली वाले अंग हैं;
  • आंतरिक झिल्ली प्रोट्रूशियंस बनाती है: क्राइस्ट माइटोकॉन्ड्रिया की विशेषता है, थिलकोइड्स क्लोरोप्लास्ट की विशेषता है;
  • उनका अपना जीनोम है;
  • प्रोटीन और ऊर्जा को संश्लेषित करने में सक्षम।

ये अंग अपने कार्यों में भिन्न होते हैं: माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा के संश्लेषण के लिए अभिप्रेत हैं, सेलुलर श्वसन यहां किया जाता है, प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधों की कोशिकाओं द्वारा क्लोरोप्लास्ट की आवश्यकता होती है।

(ग्रीक मिटोस से - धागा, चोंड्रियन - अनाज, सोमा - छोटा शरीर) दानेदार या फिलामेंटस ऑर्गेनेल (चित्र। 1, ए) हैं। माइटोकॉन्ड्रिया को जीवित कोशिकाओं में देखा जा सकता है, क्योंकि उनका घनत्व काफी अधिक होता है। ऐसी कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया एक दूसरे के साथ घूम सकते हैं, हिल सकते हैं, विलय कर सकते हैं। विभिन्न तरीकों से दागी गई तैयारी पर विशेष रूप से माइटोकॉन्ड्रिया का पता लगाया जाता है। विभिन्न प्रजातियों में माइटोकॉन्ड्रिया के आकार स्थिर नहीं होते हैं, साथ ही साथ उनका आकार भी। फिर भी, अधिकांश कोशिकाओं में, इन संरचनाओं की मोटाई अपेक्षाकृत स्थिर (लगभग 0.5 माइक्रोन) होती है, लेकिन लंबाई में उतार-चढ़ाव होता है, जो फिलामेंटस रूपों में 7-60 माइक्रोन तक पहुंच जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया, उनके आकार और आकार की परवाह किए बिना, एक सार्वभौमिक संरचना होती है, उनकी संरचना एक समान होती है। माइटोकॉन्ड्रिया दो झिल्लियों (चित्र 1 बी) द्वारा सीमित हैं, उनके चार उप-कम्पार्टमेंट हैं: माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स, आंतरिक झिल्ली, झिल्ली स्थान, और बाहरी झिल्ली साइटोसोल का सामना करना पड़ रहा है। एक बाहरी झिल्ली इसे बाकी साइटोप्लाज्म से अलग करती है। बाहरी झिल्ली की मोटाई लगभग 7 एनएम है, यह साइटोप्लाज्म के किसी अन्य झिल्ली से जुड़ा नहीं है और स्वयं के लिए बंद है, जिससे यह एक झिल्ली बैग है। बाहरी झिल्ली को लगभग 10-20 एनएम की चौड़ाई के साथ एक इंटरमेम्ब्रेन स्पेस द्वारा आंतरिक झिल्ली से अलग किया जाता है। आंतरिक झिल्ली (लगभग 7 एनएम मोटी) माइटोकॉन्ड्रिया, इसके मैट्रिक्स या माइटोप्लाज्म की वास्तविक आंतरिक सामग्री को सीमित करती है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर कई प्रोट्रूशियंस (सिलवटों) को बनाने की उनकी क्षमता है। इस तरह के प्रोट्रूशियंस (क्राइस्ट, अंजीर। 27) में अक्सर सपाट लकीरें होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया एटीपी के संश्लेषण को अंजाम देते हैं, जो कार्बनिक सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण और एडीपी के फॉस्फोराइलेशन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया इलेक्ट्रॉन परिवहन और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण द्वारा एटीपी के संश्लेषण में विशेषज्ञ हैं। (चित्र 21-1)। यद्यपि उनके पास अपनी डीएनए और प्रोटीन संश्लेषण मशीनरी है, उनके अधिकांश प्रोटीन सेलुलर डीएनए द्वारा एन्कोड किए गए हैं और साइटोसोल से आते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक प्रोटीन जो ऑर्गेनेल में प्रवेश करता है, उसे एक निश्चित उप-कम्पार्टमेंट तक पहुंचना चाहिए जिसमें वह कार्य करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया यूकेरियोटिक कोशिकाओं के "पावर स्टेशन" हैं। एंजाइमों को क्राइस्ट में बनाया जाता है, जो बाहर से कोशिका में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों की ऊर्जा को एटीपी अणुओं की ऊर्जा में परिवर्तित करने में शामिल होते हैं। एटीपी "सार्वभौमिक मुद्रा" है जिसका उपयोग कोशिकाएं अपने सभी ऊर्जा व्यय के लिए भुगतान करने के लिए करती हैं। आंतरिक झिल्ली के मुड़ने से वह सतह बढ़ जाती है जिस पर एटीपी को संश्लेषित करने वाले एंजाइम स्थित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में क्राइस्ट की संख्या और एक कोशिका में स्वयं माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या जितनी अधिक होती है, उतनी ही अधिक ऊर्जा किसी दिए गए सेल द्वारा खर्च की जाती है। कीट उड़ने वाली मांसपेशियों में, प्रत्येक कोशिका में कई हजार माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। उनकी संख्या व्यक्तिगत विकास (ओंटोजेनेसिस) की प्रक्रिया में भी बदलती है: वे उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं की तुलना में युवा भ्रूण कोशिकाओं में अधिक संख्या में हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया साइटोप्लाज्म के उन हिस्सों के पास जमा होते हैं, जहां एटीपी की आवश्यकता होती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया में बनता है।

क्राइस्टा में झिल्लियों के बीच की दूरी लगभग 10-20 एनएम है। प्रोटोजोआ में, पौधों और जानवरों की कुछ कोशिकाओं में एककोशिकीय शैवाल, आंतरिक झिल्ली के बहिर्गमन में लगभग 50 एनएम व्यास में ट्यूबों का रूप होता है। ये तथाकथित ट्यूबलर क्राइस्ट हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स सजातीय है और इसमें माइटोकॉन्ड्रिया के आसपास के हाइलोप्लाज्म की तुलना में सघनता है। मैट्रिक्स में डीएनए और आरएनए के पतले तार होते हैं, साथ ही माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम भी होते हैं, जिस पर कुछ माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन संश्लेषित होते हैं। मैट्रिक्स के किनारे से आंतरिक झिल्ली और क्राइस्ट पर एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, आप मशरूम संरचनाओं - एटीपी-सोम्स को देख सकते हैं। ये एंजाइम हैं जो एटीपी अणु बनाते हैं। वे 400 प्रति 1 माइक्रोन तक हो सकते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया के अपने जीनोम द्वारा एन्कोड किए गए कुछ प्रोटीन मुख्य रूप से आंतरिक झिल्ली में स्थित होते हैं। वे आम तौर पर प्रोटीन परिसरों के उप-इकाइयों का निर्माण करते हैं, जिनमें से अन्य घटक परमाणु जीन द्वारा एन्कोड किए जाते हैं और साइटोसोल से आते हैं। ऐसे संकर समुच्चय के निर्माण के लिए इन दो प्रकार की उपइकाइयों के संश्लेषण को संतुलित करने की आवश्यकता होती है; दो झिल्लियों द्वारा अलग किए गए विभिन्न प्रकार के राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण कैसे समन्वित होता है, यह एक रहस्य बना हुआ है।

आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया उन जगहों पर स्थित होते हैं जहां किसी भी जीवन प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह सवाल उठा कि सेल में ऊर्जा का परिवहन कैसे किया जाता है - क्या एटीपी के प्रसार से और क्या कोशिकाओं में ऐसी संरचनाएं हैं जो विद्युत कंडक्टर की भूमिका निभाती हैं जो एक दूसरे से दूर सेल के क्षेत्रों को ऊर्जावान रूप से एकजुट कर सकती हैं। परिकल्पना यह है कि माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के एक निश्चित क्षेत्र में संभावित अंतर इसके साथ संचरित होता है और उसी झिल्ली के दूसरे क्षेत्र में काम में बदल जाता है [स्कुलचेव वीपी, 1989]।

ऐसा लग रहा था कि माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्लियाँ स्वयं उसी भूमिका के लिए उपयुक्त उम्मीदवार हो सकती हैं। इसके अलावा, शोधकर्ता एक दूसरे के साथ कई माइटोकॉन्ड्रिया की कोशिका में बातचीत में रुचि रखते थे, माइटोकॉन्ड्रिया के पूरे समूह का काम, संपूर्ण चोंड्रोम - सभी माइटोकॉन्ड्रिया की समग्रता।

माइटोकॉन्ड्रिया विशेषता है, कुछ अपवादों के साथ, सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं के लिए, दोनों ऑटोट्रॉफ़िक (प्रकाश संश्लेषक पौधे) और हेटरोट्रॉफ़िक (जानवर, कवक) जीव। उनका मुख्य कार्य कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और एटीपी अणुओं के संश्लेषण में इन यौगिकों के अपघटन के दौरान जारी ऊर्जा के उपयोग से जुड़ा है। इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर कोशिका के बिजली संयंत्र कहा जाता है।

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