Митохондрии - производство на енергия, избор на атрактивни държави
Главна страница/Vivomordnost/☵ Митохондрии - производство на енергия
Съдържание
След лиричната уводна глава за митохондриите, най-накрая можете да я разгледате по-подробно, пълзейки под кожата й ... всъщност тази кожа заслужава приоритетно внимание. Всякакви клетъчната мембрана не е просто „торба“, в която съдържанието се мотае. Това е отделен орган на клетката, който изпълнява голямо разнообразие от функции, вариращи от изпомпване на необходимите вещества в клетката до създаване на същата потенциална разлика, която позволява на археите, бактериите, митохондриите и хлоропластите да произвеждат АТФ, като по този начин съхраняват получената енергия от разграждането на хранителните молекули.
Митохондриите имат две мембрани: гладка външна мембрана и сгъната вътрешна мембрана. Това сгъване не е възникнало случайно: колкото по-голяма е повърхността на вътрешната мембрана, толкова повече енергопродуциращи комплекси от молекули ще бъдат разположени върху нея, което ще бъде разгледано в тази глава. И колкото повече такива комплекси, толкова повече енергия могат да произведат митохондриите.
Функцията на външната мембрана е сравнително проста: необходимо е надеждно да се изолират митохондриите от цитоплазмата, а бариерата трябва да бъде толкова плътна, че дори един протон да не изтече без одобрение. В същото време е необходимо непрекъснато да се доставят молекули на строителни вещества, произведени извън него, и хранителни молекули в митохондриите. И да се изведе в клетката АТФ, доставян от митохондриите и отпадъчните продукти. За да направите това, в мембраната е вградена протеинова "порта" и за всеки тип молекула са необходими специални устройства, които могат да преминат само тези молекули.
По този начин ролята на външната митохондриална мембрана в производството на енергия се свежда до функцията „прием“ и един параграф е достатъчен, за да я опише. Но дори повърхностното описание на вътрешната мембрана ще отнеме много място, защото именно там се случва всичко най-интересното, а именно два процеса:
един. манипулация на електрони и протони за натрупване на потенциални разлики
2. използване на потенциална разлика за сглобяване на АТФ молекули
Тези два процеса са внимателно проучени от учените и дълбочината на получената информация позволява много повърхностно (и следователно разбираемо) описание на това, как митохондриите съхраняват енергия от разграждането на хранителни вещества, за да създадат молекули на АТФ:
0. "храна", която е навлязла в митохондриите (т.е. множество молекули, от глюкоза до определени мастни киселини) е в матрица: вътрешното пространство на вътрешната мембрана на митохондриите. Там той се окислява частично от поредица химични реакции, включващи различни ензими, които предават молекулата, променена до неузнаваемост по веригата цикъл на трикарбоксилна киселина, или Цикъл на Кребс. Този цикъл е ключова стъпка в дишането на всички клетки, използващи кислород. При еукариотите реакциите му протичат в митохондриите, а при прокариотите и археите - директно в цитоплазмата. В допълнение към участието в натрупването на енергия, което сега разглеждаме, цикълът на Кребс доставя молекули-прекурсори, от които в хода на други биохимични трансформации се получават такива важни съединения за жизнената дейност на клетката като аминокиселини, въглехидрати, се синтезират мастни киселини и др. Не е изненадващо, че този цикъл е толкова сложен, че на пръв поглед неговата схема изглежда като неузнаваема бъркотия от химични процеси. На втория и десетия обаче също . за да не бъда неоснователен, подбутах схемата му под този параграф.
По време на окисляването въглеродните и кислородните атоми се отделят от "храната", като се освобождават навън под формата на въглероден диоксид, т.е. той просто се издишва. И в "сухия остатък" на цикъла на Кребс от молекула, като глюкоза, се образуват две молекули пируват и две молекули АТФ. Изглежда, че е получен ATP - какво повече можете да искате. Но всъщност това е само началото, "точка нула" в процеса на генериране на енергия.
0+ . На следващия етап (ще го нарека 0+, защото все още е далеч от производството на енергия), молекулите на пируват и мастни киселини се обработват (пируват по един начин, мастни киселини по друг), резултатът е същата молекула: ацетил-КоА, в резултат на окислението на което се образува молекула NADH (сега няма нужда да се задълбочаваме в това какви са тези молекули, повърхностното разбиране за производството на енергия не изисква това) и тук приключва подготовката за манипулиране на протони и електрони и започва първият му етап: