6 - mitocondrii si plastide

Mitocondrii și cloroplaste

1.Mitohondrii, structură, semnificație funcțională

2.Plastidy, structura, varietate, funcția

origine 3.Problema mitocondriilor și plastide. Autonomia relativă

Mitocondrii și plastide - organite dvuhmembrannye celulelor eucariote. Mitocondriile se găsesc în toate celulele de animale și plante. Plastide sunt caracteristice celulelor vegetale care transportă procesul de fotosinteză. Aceste organite au un plan similar de structură și unele proprietăți generale. Cu toate acestea, procesele metabolice majore sunt substanțial diferite unele de altele.

1.Mitohondrii, structură, semnificație funcțională

Caracteristici generale ale mitocondriilor. Mitocondriile (greacă „Methos.“ - filament „hondrion“ - cereale, granule) - rotunde, ovale sau organite-tijă dvuhmembrannye aproximativ 0,2-1 microni în diametru și 7-10 microni în lungime. Aceste organite pot fi detectate prin microscopie optică, deoarece acestea au o dimensiune suficientă și densitate ridicată. Caracteristici structură internă pot învăța doar cu un microscop electronic. Mitocondriile au fost deschise în 1894 G. R. Altmanom, care le-a dat numele „bioblasty“. Termenul „Mitocondriile“ K. Benda a fost introdusă în 1897. Mitocondriile există în aproape toate celulele eucariote. In organisme anaerobe (amoeba intestinală, etc.). Nu există mitocondrii. Numarul mitocondriilor in celula de la 1 la 100 de mii., În funcție de tipul de activitate funcțională și vârsta celulei. Deoarece mitocondriile în celulele vegetale în spatele animalelor; și în celulele tinere mai mult decât în ​​vechile. Ciclul de viață al mitocondriilor este de câteva zile. In mitocondriile celulare, de obicei, se acumulează în apropierea porțiunilor citoplasmatice unde există o nevoie de ATP. De exemplu, in mitocondrii musculare cardiace sunt in apropiere de myofibrils și sub formă de spirală în jurul axei spermatozoizii suport de flagelul.

Structura ultramicroscop a mitocondrie. Mitocondriile sunt delimitate de două membrane, fiecare având o grosime de aproximativ 7 nm. membrana exterioara se separă de spațiul intermembrane interior este de aproximativ 10-20 nm lățime. Membrana exterioara este netedă, iar formele interioare se pliaza - Christi (latină „Christa.“ - creasta excrescență), crescând suprafața sa. Numărul mitocondriilor cristae diferit în celule diferite. Ele pot fi de la câteva zeci la câteva sute. Mai ales o mulțime de cristae în mitocondriile celulelor care funcționează în mod activ, cum ar fi musculare. In cristae aranjate lanț de transport de electroni si fosforilarea sale ADP asociată (fosforilarea oxidativă). Spațiul interior al mitocondriilor umplut substanta omogena numita matrice. cristae mitocondriale sunt, de obicei, nu se blocheze complet cavitatea mitocondrionului. De aceea matricea este continuă pe tot parcursul. Matricea conține molecule de ADN circular, ribozomii mitocondriali apar depuneri de săruri de calciu și magneziu. In sinteza moleculelor de ADN mitocondrial, ARN de diferite tipuri, ribozom implicate în sinteza unui număr de proteine ​​mitocondriale. Dimensiunea mică a ADN-ului mitocondrial nu permit de a codifica sinteza proteinelor mitocondriale. Prin urmare, sinteza majorității proteinelor mitocondriali este sub control nuclear și efectuate în citoplasmă. creșterea și funcția mitocondriilor este imposibilă fără aceste proteine. ADN-ul mitocondrial codifică proteine ​​structurale care sunt responsabile pentru integrarea corectă în membranele mitocondriale componente funcționale separate.

Reproducerea mitocondriilor. Mitocondriile se reproduc prin fisiune sau constricție fragmentarea mitocondriale majore în mai mici. Formată în acest fel poate mitocondriile cresc si se divid din nou.

funcția mitocondrială. Funcția principală a mitocondriilor este sinteza ATP. Acest proces are loc ca rezultat al oxidării substraturi organice și fosforilare ADP. Primul pas al acestui proces are loc în citoplasmă în condiții anaerobe. Deoarece substratul principal este glucoza, procesul este cunoscut sub numele de glicoliza. În această etapă, substratul este supus clivaj enzimatic piruvic acidului cu sinteza simultană a mici cantități de ATP. A doua etapă are loc în mitocondrii și necesită prezența oxigenului. În această etapă, în continuare oxidarea acidului piruvic cu evoluția CO2 acceptori și transferul de electroni. Aceste reacții sunt efectuate utilizând un număr de enzime din ciclul acidului tricarboxilic, care sunt localizate în matricea mitocondrială. Eliberat, în procesul de oxidare în ciclul Krebs, electronii sunt transportate la lanțul respirator (lanț de transport de electroni). Circuitul respirator, ele sunt conectate cu oxigen molecular pentru a forma molecule de apa. Ca rezultat, porțiuni mici de energie este eliberată, care este stocată sub formă de ATP. oxidarea completă a unei molecule de glucoză la dioxid de carbon și apă furnizează energie reîncărcare 38 ATP (2 molecule in citoplasmă la mitocondrii și 36).

Analogii mitocondrială in bacterii. In bacterii, mitocondriile nu. În schimb, ei au lanțului de transport de electroni, localizate în membrana celulară.

2.Plastidy, structura, varietate, funcția. Originea plastidă

Plastide (prin crearea grech.plastides- formarea.) - ea dvuhmembrannye organite tipice organismelor eucariote fotosintetice. Există trei tipuri principale de plastide: cloroplaste, cromoplaste și leucoplaste. Totalitatea plastide într-o celulă numită plastidomom. Plastide sunt interconectate printr-o singură origine, în ontogeneza de la proplastids celule meristematice. Fiecare dintre aceste tipuri pot, în anumite condiții trec de la unul la altul. La fel ca mitocondriile, plastide contin ADN-ul lor. Prin urmare, ele sunt, de asemenea, posibilitatea de a se replica independent de diviziunea celulara.

Cloroplaste (de la «Chloros» greacă -. Verde, «plastos» - de modă) - este plastide în cazul în care are loc fotosinteza.

Caracteristicile generale ale cloroplaste. Cloroplastele sunt organite verzi 5-10 mm lungime și 2-4 mm lățime. In cloroplaste alge verzi apar gigant (cromatofori), atingând o lungime de 50 microni. La plantele superioare cloroplaste au o formă lenticulară sau eliptică. Numărul de cloroplastelor din celula poate varia de la un (unele alge verzi) la o mie (loden). In celulele de plante superioare, în medie, este de 15-50 cloroplaste. În mod tipic cloroplaste uniform distribuite prin citoplasmă, dar uneori ele sunt grupate în jurul nucleului sau membrana celulară. Aparent, aceasta depinde de factori externi (intensitatea luminii).

Structura ultramicroscop a cloroplastelor. Se separă de citoplasmă cloroplaste două membrane, fiecare având o grosime de aproximativ 7 nm. Intre membrane spațiu intermembrane este de aproximativ 20-30 nm diametru. O membrană exterioară netedă, interioară are o structură pliată. Tilacoid sunt situate între pliurile. având o formă de disc. Tilacoid formează o coloană asemănătoare monede stivă, numite fațete. M ezhdu un conectate alte tilacoid Grana (lamelelor traforafi). Numărul de tilacoid-o față variază de la câteva la 50 sau mai mult. La rândul său, în chloroplast planta mai mare este de aproximativ 50 de fețe (40-60) dispuse în rânduri decalate. Acest aranjament asigură o iluminare maximă a fiecărei fețe. Centrele fețelor este clorofila, înconjurat de un strat de proteine; atunci există un strat de lipide, proteine ​​și clorofila din nou. Clorofila are o structură chimică complexă și există în mai multe versiuni (a. B. C. D). La plantele superioare și alge ca pigment principal conținute lorofill și x cu formula C55 N72 O5 N 4M g. să conțină, în continuare clorofila b (plante superioare, alge verzi), clorofila a (alge brune și diatomee), clorofila d (alge roșii). Formarea clorofilă are loc numai în prezența luminii și a fierului, care joacă rolul de catalizator. cloroplastidiană Matrix este un material omogen incolor umple spațiul dintre tilacoid. Matricea de enzime sunt „întuneric faza de“ fotosinteză, ADN, ARN, ribozomi. În plus, în matricea are loc depunerea de amidon primar sub formă de granule de amidon.

· Semi-autonome (au propriul lor aparat de proteine ​​sintetizare, dar majoritatea informațiilor genetice stocate în nucleu);

· Capacitatea de mișcare independentă (se deplasează departe de lumina directă a soarelui);

· Capacitatea de a auto-replica.

Reproducerea cloroplastelor. Proplastids dezvolta din cloroplaste, care sunt capabile de a se replica prin divizare. La plantele superioare, diviziunea se găsește, de asemenea, cloroplaste mature, dar este extrem de rară. În timpul îmbătrânirii frunze și tulpini, fructe mature cloroplaste isi pierd culoarea verde, transformându-se în cromoplaste.

Funcția cloroplaste. Funcția principală a cloroplastelor - fotosintezei. Mai mult cloroplastele fotosintezei se realizează sinteza ATP din ADP (fosforilare), sinteza lipidelor, amidon, proteine. Cloroplastele sunt sintetizate, de asemenea enzime furnizează lumina fazei de fotosinteză.

Cromoplaste (din chromatos greacă -. Culoare, vopsea și «plastos» - modă) - este vopsit plastide. Culoarea lor datorită prezenței pigmenți: caroten (galben-portocaliu), licopenul (roșu) și xantofilelor (galben). Cromoplaste sunt deosebit de numeroase în celulele de petale de flori și piei de fructe. Cele mai multe cromoplaste din fructe și flori ofilite și frunze. Cromoplaste se pot dezvolta din cloroplaste, care își pierd astfel clorofilă și carotenoizi se acumulează. Acest lucru se întâmplă în timpul coacerii multe fructe: suc de nalivshis moale, se transforma galben, rândul său, roz sau fard de obraz. Funcția principală este de a asigura cromoplaste pictura flori, fructe, seminte.

Spre deosebire de leucoplaste, cu membrana interioara special cloroplastidiană a tilacoidă chloroplast nu formează (sau formează o singură). Cromoplaste - este rezultatul final al dezvoltării plastidele (cloroplastele sunt transformate în cromoplaste și plastide).

Leucoplaste (din leucos grecești. - alb, plastos - creat de modă). Acest incolor plastide rotunde, ovoidale, fusiform. Sunt în părțile subterane ale plantelor, semințelor, epidermă, stem miez. leucoplaste bogate în special tuberculii de cartof. Carcasa interioară formează câteva tilacoid. Având în vedere cloroplastelor sunt formate cloroplaste. Leucoplaste, care este sintetizat și acumulat amidon secundar numit amiloplaste. ulei - eylaloplastami. proteine ​​- proteoplastami. Funcția principală a leucoplaste - este acumularea de substanțe nutritive.

origine 3.Problema mitocondriilor și plastide. Autonomia relativă

Există două teorii principale ale originii mitocondrii și plastide. Această teorie a filiației directe și endosymbiosis de serie. Conform teoriei filiației directe a mitocondriilor și plastide formate de kompartizatsii celula. Eucariotele fotosintetice a evoluat de la procariote fotosintetice. Educat celule eucariote autotrofe prin mitocondrii diferențiere formate intracelulare. Ca urmare a pierderii plastidele din autotrophs au apărut animale și fungi.

Cea mai rezonabilă este teoria endosymbiosis de serie. Conform acestei teorii apariția celulelor eucariote a trecut prin mai multe etape de simbioza cu alte celule. În prima etapă de tipul de celule de bacterii heterotrofe anaerobe incluse bacteriile libere aerobe transformate in mitocondrie. Paralel cu aceasta, într-o celulă gazdă procariotă genofor format separat de nucleul citoplasmă. În acest fel, a fost prima celulă eucariotă care a fost heterotrophic. Celulele eucariotice cauzate de symbioses repetate au inclus algele albastre-verzi, care a condus la apariția acestor tipuri de structuri de cloroplaste. Astfel, mitocondriile au fost la celulele eucariote heterotrofe atunci când acesta din urmă dobândite ca urmare a simbiozei plastide. În viitor, ca urmare a mitocondriilor selecției naturale și cloroplaste, am pierdut o parte din materialul genetic și transformate în structuri cu autonomie limitată.

Teoria endosymbiotic Dovezi:

1. Similitudinea proceselor structurii și energiei în mitocondriile și bacteriile, pe de o parte, și cianobacterii și cloroplaste, de cealaltă parte.

2. mitocondrii și plastide au propria lor sinteza de proteine ​​specifice sistemului (ADN, ARN, ribozomi). Specificitatea acestui sistem constă în autonomia și un contrast puternic cu cea a cuștii.

3. ADN-ul a mitocondrie si plastide reprezinta o molecula mica linear sau ciclic, care diferă de ADN-ul nucleului și caracteristicile sale se apropie de celulele procariote ADN. plastidele de sinteza si mitocondriale independent de ADN a sintezei ADN-ului nuclear.

4. mitocondriile și cloroplastele sunt m-ARN, m-ARN, r-ARN. Ribozomilor și ARNr aceste organite sunt foarte diferite de cele din citoplasmă. In particular mitocondriile ribozom și cloroplaste, în contrast cu ribozomilor citoplasmatici, sunt sensibili la cloramfenicol antibiotic inhiba sinteza proteinelor în celulele procariote.

5. Creșterea numărului de mitocondrii se produce prin mitocondrii de crestere si diviziunea de pornire. Creșterea numărului de cloroplastelor se produce prin proplastids schimbări care, la rândul său, înmulțit cu diviziune.

Această teorie explică bine conservarea mitocondrii și plastide resturile sisteme de replicare și vă permite să construiască un filogenii consistent de procariote la eucariotelor.

Autonomia relativă a cloroplaste și plastide. In unele moduri, mitocondriile și cloroplastele se comporte ca organisme autonome. De exemplu, aceste structuri sunt formate doar din pornirea mitocondrii și cloroplaste. Acest lucru a fost demonstrat în experimentele pe celule de plante care au inhibat formarea cloroplastelor streptomicină antibiotic și celule de drojdie, care suprima formarea mitocondrie alte medicamente. Nu După ce aceste celule-au recuperat organitele lipsă. Motivul este că mitocondriile și cloroplastele conțin o anumită cantitate de material genetic sale proprii (ADN) care codifică o parte a structurii lor. Dacă ADN-ul este pierdut, ceea ce se întâmplă în suprimarea formării organite, structura nu poate fi recreat. Ambele tipuri au organite propriul lor sistem proteic-sintetizare (ribozomal și ARN de transfer), care este oarecum diferit de sistemele principale-sintetizarea proteinelor celulare; Este cunoscut, astfel încât sistemul organite-sintetizarea proteinelor pot fi suprimate de antibiotice, în timp ce acestea nu acționează asupra sistemului principal. organite ADN responsabil pentru cea mai mare parte a extracromozomial sau moștenire citoplasmatică. ereditatea extracromozomiali nu fac obiectul legilor mendeliene, deoarece divizarea ADN-ului celular organite este transmis la celulele fiice prin alta decât cromozom. Studiul mutațiilor care au loc in ADN-ul organite, cromozomi și ADN-ul a aratat ca organelle ADN-ul responsabil pentru o fracțiune din structura organite; cele mai multe dintre proteinele lor sunt codificate in gene localizate pe cromozomi. Autonomia relativă a mitocondriilor și plastide este considerată ca fiind una dintre dovezile de origine simbiotică.

Densitate - este greutatea substanței conținute în unitatea de volum.

Musculare - o autoritate de mișcare, care se bazează pe fibrele musculare striate asociate cu țesutul conjunctiv în buchete.