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:

Изучение параметров АТФ-зависимого транспорта ионов калия в митохондриях
Исследование параметров проводилось на двух моделях: А) Модель энергозависимого набухания митохондрий. Увеличение концентрации ионов К+ матриксе провоцирует осмотически облигатное поступление воды и, следовательно, набухание митохондрий ...

Защита хлопчатника
Университет Аризоны. Ученые работают над увеличением урожайности хлопка. Растение страдает от нашествия розового коробчатого червя. Если популяция вредителя большая, то урожаи хлопка стремительно падают! Требуется внедрить в хлопчатник т ...

Выделение ДНК из клеток прокариот
Методика выделения ДНК из клеток Е. coli представлена в табл. 4. Именно эта методика была с успехом использована для получения интактной хромосомной ДНК широкого набора бактерий и архебактерий, включая Salmonella, Legionella, Mycobacteriu ...