Клетка зеленого растения. Митохондрии

Вы находитесь: Клетка зеленого растения

В типичной клетке имеется множество митохондрий, рассеянных по всей цитоплазме дыхательных органелл, по форме слегка напоминающих огурец. Длина их колеблется обычно от одного до нескольких микрометров, а ширина составляет около 0,5 мкм, хотя в особо активных клетках содержатся иногда более крупные и более многочисленные митохондрии. Каждая митохондрия окружена двойной мембраной; внутренняя мембрана образует множество пластинчатых выростов, которые называются кристами. Эта внутренняя мембрана делит, таким образом, митохондрию на два отсека, или компартмента: пространство между внутренней и наружной мембранами митохондрии и внутренний матрикс, ограниченный внутренней мембраной.

Наружная мембрана митохондрии легко проницаема для большей части малых молекул и ионов. Различные ораанические молекулы, и в их числе пируват - трехуглеродное соединение, образующееся при распаде шестиуглеродных сахаров в цитоплазме, проходят сквозь эту мембрану и затем окисляются до С02 и Н20 в серии ферментативных реакций. При окислении молекул, протекающем внутри митохондрии, высвобождающаяся энергия запасается в форме особых - богатых энергией- фосфатных связей аденозинтрифосфата (АТР) (гл. 4). Энергию этих связей клетка может использовать для выполнения самой различной работы, и, следовательно, именно непрерывное окисление в митохондриях снабжает ее необходимой 'энергетической валютой' в виде АТР.

Поступающий в митохондрию пируват сначала распадается на С02 и 'активированный ацетат' - двууглеродный фрагмент, вовлекаемый в цикл окислительных реакций, носящий название цикла Кребса Каждая из реакций этого цикла катализируется особым ферментом, присутствующим в матриксе митохондрии. На отдельных этапах цикла электроны и протоны переносятся от промежуточных продуктов цикла на дыхательные ферменты, содержащие такие производные витаминов, как NAD+ (производное никотиновой кислоты) и FAD (производное рибофлавина). Эти переносчики переходят таким путем в восстановленную форму.

NADH и FADH2, а затем передают свои электроны и протоны другим переносчикам, входящим в состав дыхательных ансамблей. В конечном счете они передаются кислороду, который в результате этого восстанавливается до Н20. Переносчики электронов, расположенные в определенном порядке, размещаются на внутренних мембранах митохондрий. Когда электроны протоны передаются от одного переносчика к другому, высвобождающаяся энергия используется для синтеза АТР из ADP и неорганического фосфата (P1). Впоследствии при распаде АТР до ADP и P1 энергия вновь высвобождается и может использоваться в каких-нибудь других реакциях или процессах, идущих с потреблением энергии.