Несмотря на доказанную универсальность механизма ПОЛ в биологических мембранах, обнаружены некоторые отличия этого процесса в разных клеточных органеллах.

По мнению Ю.А. Владимирова и А.И. Арчакова, они обусловлены в основном особенностями структурно-функциональной организации мембран этих органелл.

Митохондрии являются «энергетическими станциями», обеспечивающими клетки энергией, необходимой для их функционирования. Это обязательные органеллы эукариотических клеток. Они образованы двумя мембранами, разделенными межмембранным пространством.

В матриксе митохондрий содержатся ДНК, рибосомы, ферменты цикла Кребса, окисления, а также ферменты, обеспечивающие синтез белков и репликацию генетического материала митохондрий.

В этих органеллах осуществляется окислительное фосфорилирование, в результате чего в ходе окисления субстратов образуется АТР. Внешняя мембрана отделяет внутреннюю часть митохондрий от цитоплазмы.

Она гладкая, не имеет складок и перегибов, содержит ферменты и белки, образующие неспецифические поры, способные пропускать вещества с молекулярной массой не более 10 кДа.

Внутренняя мембрана имеет большое число складок – крист. Она проницаема только для воды и небольших нейтральных молекул, но непроницаема для катионов К+, Na+, Mg2+, анионов Cl», Br», NO3», сахаров и большей части аминокислот, а также для НАД+, НАДФ+, НАДН, НАДФН, для нуклеотид-5'-моно-, ди- и трифосфатов, коэнзима А и его эфиров.

Во внутренней мембране митохондрий локализованы дыхательные цепи и АТФ-синтетаза. Этот ферментный комплекс функционирует как окислительно-восстановительная протонная помпа.

Дыхательная цепь митохондрий растений и животных имеет сходную организацию, основные отличия касаются цианид – резистентного пути переноса электронов и строения НАДН-дегидрогеназного сегмента дыхательной цепи.

Растительные митохондрии способны окислять как эндогенны, так и экзогенны НАДН. Все переносчики электронов в митохондриях сгруппированы в четыре комплекса.

Комплекс I осуществляет перенос электронов от НАДН к убихинону. Он содержит ротенончувствительную НАДН-убихинон-оксидоредуктазу. В его состав входят ФМН и железосерные центры.

Согласно современным данным на поверхности внутренне мембраны локализована ротенон-нечувствительная НАДН-дигидрогеназа. Благодаря деятельности этой «внешней» НАДН-дегидрогеназы растительные митохондрии способны напрямую окислять цитозольные НАД.

Комплекс II осуществляет транспорт электронов от сукцината к убихинону. В его состав входят ФАД и три железосерных центра.

Перенос электронов на данном этапе ингибируется малонатом и оксалоацетатом; активируется сукцинатом, АТФ, АДФ, НАДH и др. агентами.

Имеются сведения, что торможение активности сукцинатдегидрогеназы оксалоацетатом, появляющееся после 2–6-ти часового охлаждения, выступает в качестве одного из механизмов, позволяющих растениям адаптироваться к действию низких температур.

Комплекс III переносит электроны от восстановленного убихинона к цитохрому с. Его структурная организация в митохондриях растений изучена пока слабо.

Известно, что в его состав входят цитохромы b560 и b566, цитохром с1 и железосерный белок Риске. Этот комплекс чувствителен к антимицину А.

В терминальном комплексе IV электроны переносятся от цитохрома с к кислороду. Он содержит два цитохрома – а и а3, а также два атома меди. Цитохром с-оксидаза блокируется цианидом, азидом.

Это интересно:

Входящие, исходящие пути и послойная организация коры
Основной особенностью коры млекопитающих является то, что клетки здесь расположены в виде 6 слоев в пределах серого вещества (рис. 6А). Слои сильно различаются по внешнему виду, в зависимости от плотности расположения клеток, а также толщ ...

АТФ как основная энергетическая валюта клетки, её структура и функции. Механизмы синтеза АТФ
Процессы обмена вещества включают в себя реакции, идущие с потреблением энергии, и реакции с выделением энергии. В некоторых случаях эти реакции сопряжены. Однако часто реакции, в которых энергия выделяется, отделены в пространстве и во в ...

Практическое значение млекопитающих
Промысловые звери. Из 350 видов млекопитающих фауны нашей страны примерно 150 видов потенциально могут служить объектами промысловой и спортивной охоты или отлова в целях расселения и содержания в зоопарках в лесопарках. Больше всего так ...