Митохондрия происхождение

Настоящий раздел практикума посвящен экспериментальным приемам, использующимся при изучении биоэнергетических механизмов тканей животных. Употребление понятия биоэнергетика применительно к данному разделу требует некоторых пояснений. Любую ферментативную реакцию можно характеризовать как с точки зрения химического механизма и скорости ее протекания, так и с позиций энергетики — установление констант равновесия отдельных стадий или суммарного процесса, непосредственно связанных с термодинамическими понятиями и величинами. Тем не менее, говоря о биоэнергетике, обычно подразумевают реакции, приводящие к эндергоническому образованию АТФ из АДФ и неорганического фосфата. К таким реакциям относятся дыхательное фосфорилирование, фотофосфорилирование и реакции субстратного фосфорилирования АДФ, связанные с гликолизом и протеканием цикла трикарбоновых кислот. В силу традиции исследования в области биоэнергетики на кафедре биохимии МГУ ограничены тканями животного происхождения. С количественной же точки зрения реакции дыхательного фосфорилирования заведомо превалируют над гликолизом и субстратным фосфорилированием в цикле трикарбоновых кислот. Таким образом, настоящий раздел практикума фактически посвящен описанию экспериментальных подходов к изучению метаболизма митохондрий — внутриклеточных органелл, ответственных за дыхательное фосфорилирование. [c.403]

Опыты ставились на гомогенатах в 0,25 М манните или в 0,125 М КС1 из мозга крысы, сердца кролика, печени мыши и из клеток мышиной асцитной карциномы Эрлиха. Из гомогенатов изолировались митохондрии - и надосадочная жидкость — растворимая фракция (РФ). При добавлении митохондрий к РФ в среде для гликолиза наблюдалось увеличение скорости гликолиза как при смешивании элементов одинакового происхождения, так и при смешивании элементов разного происхождения. Методика исследования изложена в предыдущей статье 18]. Особенностью нашей постановки опытов явился такой состав реакционной среды, при котором адениннуклеотиды, неорганический фосфат, магний и все активаторы и стабилизаторы гликолиза добавлялись в избытке, не лимитировали скорости, и, следовательно, возрастание скорости гликолиза не могло зависеть от выделения этих веществ из митохондрий в среду. [c.108]

Основной механизм разложения в организме млекопитающего индолилалкиламинов эндогенного и экзогенного происхождения состоит в дезаминации с помощью моно-аминоксидазы (МАО). Токсичность и фармакологическое действие метаболитов выражены значительно меньше, чем у исходного вещества. Собственно трансаминация проходит в митохондриях с потреблением кислорода, которое может вызвать умеренную гипоксию. Как пример общей [c.57]

И Цыбакова высказали предположение, что этот новый тип фосфорилирования сопряжен с переходом водорода от НАД-Нг к кислороду через реакции дыхательной цепи. Последующие работы подтвердили это предположение и показали, что при переходе каждой пары водородных атомов или электронов через реакции дыхательной цепи может происходить максимум три фосфорилирования. Прямое доказательство того, что фосфорилирование происходит не только на уровне субстратов, но и на уровне переносчиков водорода, было получено в 1951 г., когда Ленинджер показал, что при окислении НАД-Нг кислородом в митохондриях печени крысы отношение Р/0 близко к трем. Фосфорилирование в дыхательной цепи у растений впервые показали Миллер, Боннер, Аксельрод и Бандурский [22], которые использовали митохондрии, выделенные из проростков маша, и кислоты цикла Кребса в качестве субстратов. Эти авторы получили более низкое отношение Р/0 по сравнению с найденным для митохондрий животного происхождения. Поэтому возникло предположение, что митохондрии растений не эффективны как фосфорилирующие системы. Более поздние исследования показали, что митохондрии растений окисляют промежуточные продукты цикла Кребса, причем отношение Р/0 сравнимо с отношением, полученным для митохондрий животных. [c.243]

Огромные различия между клетками про- и эукариот породили множество предположений относительно характера эволюционных взаимоотношений между этими двумя основными категориями живых существ. Согласно одной из популярных теорий, митохондрии ведут свое происхождение от аэробных бактерий. Предполагается, что после появления сине-зеленых водорослей и накопления в атмосфере достаточного количества кислорода возник симбиоз между мелкими аэробными и более крупными облигатно анаэробными бактериями. При этом аэробные бактерии, поселившись внутри клеток анаэробов, поглощали весь кислород и защищали тем самым организм хозяина, для которых кислород [c.37]

Ацил-КоА быстро превращается в ацетил-КоА в присутствии НАД, Mg + и свободного КоА. Недавно было показано, что ферменты р-окисления присутствуют как в митохондриях, так и в растворимой фракции гомогената клеток. В настоящее время значение и взаимосвязь процессов р-окисления с различной локализацией в клетке неясны [31, 40]. Если, кроме НАД, М + и КоА, к ферментной системе, осуществляющей р-окисление (независимо от ее происхождения из клеточных частиц или из цитоплазмы), добавить АТФ и глиоксилат, то [c.185]

IV. Активность изолированных митохондрий в отношении окисления. .. 59 V. Происхождение органических кислот. .............................59 [c.619]

До настоящего времени в литературе, насколько нам известно, не было данных о веществах тканевого происхождения, которые при непосредственном воздействии на изолированную энзиматическую систему гликолиза вызывали бы ускорение гликолиза. Были описаны вещества, вызывающие на интактных клетках разобщение окислительного фосфорилирования, что приводит вторичным образом к появлению аэробного гликолиза в клетках [25,26]. Ускорения же гликолиза на чистой растворимой фракции цитоплазмы, без нарушения окислительного фосфорилирования и при полном отсутствии митохондрий, до сих пор описано не было. [c.116]

Загадочны во многом процессы, лежащие в основе деления клетки, и прежде всего процессы, определяющие исключительные по своей согласованности и сложности движения хромосом и митохондрий (рис. 74 и 75) [506, 507], а также клеточных ядер, хлоропластов и других микрообъектов биологического происхождения [508, 509]. Нет сомнения в том, что эти движения, как и во всех других случаях, обусловлены действием сил, которые могут быть поверхностными или объемными (осмотические, силы набухания). Роль осмотических сил в жизненных процессах, как известно, исключительно велика возможно, что совместное действие тех и других сил определяет указанные движения. [c.119]

Сам по себе аппарат белкового синтеза в органеллах имеет смешанное происхождение. Большая часть его белковых компонентов или все они транспортируются в органеллу из окружающей цитоплазмы. Однако ни в митохондриях, ни в хлоропластах, по-видимому, не происходит переноса нуклеиновых кислот через мембрану органеллы как в одном, так и в другом направлении. [c.282]

Является ли специфическое разделение труда, демонстрируемое митохондриями и ядрами дрожжей, характерным и для других видов организмов Общее строение агрегатов, состоящих из белков со смешанным происхождением, сходно по крайней мере у митохондрий других грибов и млекопитающих. В геноме митохондрий дрожжей и млекопитающих присутствуют гены, кодирующие одни и те же белки. Таким образом можно сделать общее предположение о наличии значительной консервативности кодирующих функций митохондриальных геномов у различных видов организмов. [c.284]

Двойное происхождение белков наблюдается также в митохондриях. Они имеются в значительно меньших количествах и менее известны, чем такие белки хлоропластов. Подробности описаны в работе Ливера и Грэя [67]. [c.239]

Особую группу ферментов составляют надмолекулярные (или мультимолекулярные) ферментные комплексы, в состав которых входят не субъединицы (в каталитическом отношении однотипные протомеры), а разные ферменты, катализирующие последовательные ступени превращения какого-либо субстрата. Отличительными особенностями подобных муль-тиферментных комплексов являются прочность ассоциации ферментов и определенная последовательность прохождения промежуточных стадий во времени, обусловленная порядком расположения каталитически активных (различных) белков в пространстве ( путь превращения в пространстве и времени). Типичными примерами подобных мультиферментных комплексов являются пируватдегидрогеназа и а-кетоглутаратдегидрогеназа, катализирующие соответственно окислительное декарбоксилирование пировиноградной и а-кетоглутаровой кислот в животных тканях (см. главу 10), и синтетаза высших жирных кислот (см. главу 11). Молекулярные массы этих комплексов в зависимости от источника их происхождения варьируют от 2,3 10 до 10 10 Ассоциация отдельных ферментов в единый недиссоциирующий комплекс имеет определенный биологический смысл и ряд преимуществ. В частности, при этом резко сокращаются расстояния, на которые молекулы промежуточных продуктов должны перемещаться при действии изолированных ферментов. Ряд таких мультиферментных комплексов, иногда называемых ферментными ансамблями, структурно связан с какой-либо органеллой (рибосомы, митохондрии) или с биомембраной и составляет высокоорганизованные надмолекулярные системы, обеспечивающие жизненно важные функции, например тканевое дыхание (перенос электронов от субстратов к кислороду через систему дыхательных ферментов). [c.129]

В настоящее время в достаточной степени изучен механизм биосинтеза жирных кислот в организме животных и человека, а также катализирующие этот процесс ферментные системы. Синтез жирных кислот протекает в цитоплазме клетки. В митохондриях в основном происходит удлинение существующих цепей жирных кислот. Установлено, что в цитоплазме печеночных клеток синтезируется пальмитиновая кислота (16 углеродных атомов), а в митохондри5ЕХ этих клеток из уже синтезированной в цитоплазме клетки пальмитиновой кислоты или из жирных кислот экзогенного происхождения, т.е. поступающих из кишечника, образуются жирные кислоты, содержащие 18, 20 и 22 углеродных атома. [c.381]

Этот фермент обнаружен в митохондриях, выделенных из артишоков и прорастающей кукурузы, но с другими ферментами растительного происхождения механизм этой реакции не изучали. Исследования, проведенные с АТФ, меченным в соответствующих положениях, показывают, что происходит прямой перенос пирофосфат-ного остатка. В этих исследованиях установлено, что конечная и средняя фосфатные группы АТФ переносятся на рибозо-5-фосфат. Фосфорибозилпирофосфат участвует в синтезе нуклеотидов [c.91]

О происхождении митохондриальной и хлоропластной ДНК было высказано множество предположений. Одно из них состоит в том, что они представляют собой остатки хромосом древних бактерий, которые попали в цитоплазму клетки-хозяина и стали предшественниками этих органелл. Митохондриальная ДНК кодирует митохондриальные тРНК и рРНК, а также несколько митохондриальных белков. Поскольку свыше 95% митохондриальных белков кодируется ядерной ДНК, причина существования митохондриальной и хлоропластной ДНК является одной из загадок генетики клетки. В процессе деления клетки-хозяина митохондрии и хлоропласты также делятся (рис. 27-24). До и во время деления митохондрий их ДНК реплицируются и дочерние мДНК переходят в дочерние митохондрии. [c.876]

АТР. Они обладают особым аппаратом дыхательной электрон-транспортной) цепью и ферментом АТР-синтазой, обе системы у прокариот находятря в плазматической мембране, а у эукариот-во внутренней мембране митохондрий. Ведущие свое происхождение от субстратов восстановительные эквиваленты (Н или электроны) в этих мембранах поступают в дыхательную цепь, и электроны переносятся на О 2 (или другие терминальные акцепторы электронов). В дыхательной цепи происходят реакции, представляющие собой биохимический аналог сгорания водорода. От химического горения молекулярного водорода они отли-чг ются тем, что значительная часть свободной энергии переводится при этом в биологически доступную форму, т.е. в АТР, и лишь небольшая доля рассецвается в виде тепла. [c.235]

Рис. 4.12. Электронные микрофотографии ковалентно-замкнутых циклических ДНК митохондрий ооцитов X. laevis (а) и циклической ДНК этого же происхождения с одним разрывом в цепи (б) .

Каковы происхождение и судьба митохондрий На эти вопросы ответить очень трудно. Существует целый ряд различных теорий относительно происхождения митохондрий. Однако ни одна из них не была подтверждена экспериментально. Недавно Гибор и Граник [36] предложили теорию, согласно которой митохондрии представляют собой самовоспроизводящиеся цитоплазматические тельца, размножение которых подчиняется контролю со стороны ядра лишь частично или вообще не контролируется ядром иначе говоря, в митохондриях должны содержаться информационные макромолекулы. Действительно, во многих митохондриях найдена рибонуклеиновая кислота (РНК), а на электронных микрофотографиях митохондрий обнаруживаются. нити дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) [71]. ДНК была выделена из митохондрий нейроспоры [64]. При изучении митохондриальной ДНК маша и турнепса оказалось, что она существенно отличается от ядерной ДНК (Суйяма, Боннер мл., неопубликованные данные). В свете этих данных совершенно очевидно, что изучение генетики митохондрий становится поистине насущной проблемой. Чрезвычайно волнующей представляется вполне, по-видимому, реальная перспектива разработки метода культивирования митохондрий в стерильных условиях. Интересные наблюдения и концепции, связанные с вопросом о происхождении митохондрий, имеются в работах Слонимского и др. [84], а также Чанса и Эста-брука [17]. [c.57]

Эндоплазматический ретикулум образуется, по-видимому, из ядерных мембран, причем одна мембрана эндоплазматического ретикулума возникает из внешней, а другая из внутренней ядериой мембраны. Несмотря на сильное развитие техники получения электронных микрофотографий [18], вопрос о происхождении митохондрий и пластид в клетках эндосперма решить нока не удается. Эти структуры могут либо возникать de novo, либо развиваться из органелл, связанных с полярными ядрами завязи, либо, наконец, образовываться из пузырьков, отпочковывающихся от ядерной мембраны яйцеклетки. По-видимому, в образовании белковых гранул принимают участие маленькие пузырьки аппарата Гольджи. В некоторых случаях отложения белка, по-видимому, лежат в цитоплазме открыто, однако обычно гранулы формируются в пространстве, ограниченном одиночной мембраной. Таким образом, формирование белковых тел в клетках эндосперма пшеницы отличается — если не принципиально, то, по крайней мере, в деталях — от того, что имеет место в клетках [c.467]

Бурное ее развитие началось после расшифровки своеобразной ультраструктурой организации митохондрий и разработки биохимического анализа энергетических процессов в прижизненном состоянии in vitro. Установлено, что процессы биологического окисления тесно связаны со структурой биологических мембран, причем для мембран различного происхождения организация окислительных ферментов во многом похожа. [c.170]

Чтобы изучать столь сложный процесс, пришлось в течение длительного времени разрабатывать методику постановки экспериментов, которая позволила бы выделить из всей массы клеточных превращений нужный вид и проследить за его закономерностями. Наиболее широко при этом использовались опыты с аминокислотами, снабженными радиоактивной меткой. Если проследить за интенсивностью включения метки в те или иные клеточные элементы, то можно определить, где в клетке сосредоточены области наиболее интенсивного синтеза белка. Таким способом было установлено, что биосинтез белка связан с определенными клеточными структурами — рибосомами, построенными из рибонуклеопротеидов Это справедливо для всех клеток животного происхождения. В растениях интенсивное включение меченых аминокислот наблюдалось в хлоропла-стах клеток, у бактерий — на поверхности клеточных мембран и те и другие клеточные элементы также содержат рибонуклеопротеидные частицы. Менее интенсивно биосинтез белка протекает в клеточных ядрах и митохондриях. [c.482]

Что касается происхождения самих хлоропластов, то в настоящее время наибольшим признанием пользуется точка зрения, согласно которой эти органоиды представляют собой продукт жизнедеятельности протоплазмы. Так же, как митохондрии, хлоропласты возникают из субмикроскопических элементов протопласта— пропластид (Г. А. Левитский, А. А. Табенцкий, Л. П. Бреславец и др.). [c.121]

Особые митохондриальные изоферменты являются как бы свидетельством эволюционного процесса, указывающим на прокариотическое происхождение этих органелл например, перо-ксид-дисмутаза матрикса митохондрий из печени цыплят представляет собой магнийсодержащий фермент, аминокислотная последовательность которого гомологична таковой для перо-ксид-дисмутазы из Е. oli и В. stearothermophilus, в то время-как соответствующий цитоплазматический фермент (из эритроцитов быка) содержит медь и цинк и имеет другую последовательность аминокислот [554]. [c.111]

Наличие различных изоферментов в органеллах может быть связано и с особыми условиями транспорта белка через мембрану из цитоплазмы в матрикс органеллы. Фумарат-гидратаза (КФ 4.2.1.2) присутствует и в матриксе митохондрий, и в цитоплазме клеток млекопитающих. Митохондриальная форма при электрофорезе движется в сторону анода медленнее, чем форма цитоплазматическая, но исследование межвидовых гибридных соматических клеток указывает на то, что обе эти формы могут быть продуктами одного гена и что различия между ними являются результатом постсинтетической модификации-[4761]. Эта модификация изофермента, по-видимому, довольно незначительна, и неясно, когда она совершается, — до или после проникновения фермента в митохондрию. Вопрос о механизме, с помощью которого в естественных условиях белки проникают в окруженные мембранами органеллы, окончательно не решен особенно трудно объяснить этот процесс в том случае, когда органелла окружена несколькими мембранами [479, 4112]. Лизосомы окружены одиночной мембраной при исследовании гомогенатов печени грызунов было установлено,, что фермент -D-глюкуронидаза (КФ 3.2.1.31) присутствует и в лизосомах, и в микросомной фракции, причем, хотя изофермент-ные его формы в этих компартментах различаются, они тем не менее образуются в результате посттрапсляционной модификации продукта трансляции одного гена. Эта модификация может-состоять в нековалентном присоединении какого-то пептида [2689], в частичном протеолизе или же в присоединении углевода [3574]. Возможно, однако, что лизосомы и эндоплазматический ретикулум имеют общее происхождене, и это облегчает транспорт белка между ними. [c.111]

Данные о происхождении компонентов, необходимых для экспрессии генов в митохондриях дрожжей, приведены в табл. 22.3. В целом аналогичная картина наблюдается в митохондриях других видов организмов и в хлоропластах. В митохондриях дрожжевых клеток можно выделить восемь мРНК, и они транскрибируются с помощью РНК-полимеразы, которая (предположительно) кодируется ядерными генами. Только мРНК, транскрибируемые с митохондриальных генов, могут транслироваться внутри митохондрии, и, с другой стороны, это единственное место в клетке, где эти мРНК могут экспрессироваться. [c.283]

Место синтеза белка можно установить in vivo по его чувствительности к воздействию веществ, преимущественно ингибирующих синтез белка в цитоплазме или органелле. Обычно синтез белка в митохондриях и хлоропластах чувствителен к антибиотикам, ингибирующим синтез белка в бактериях, например к эритромицину и хлорамфениколу. Эти антибиотики не влияют на синтез белка в цитоплазме, который, однако, обладает чувствительностью к циклогексимиду на синтез белка в органелле циклогексимид не влияет. Происхождение белков органелл может быть установлено in vitro при исследовании продуктов, синтезируемых в препаратах изолированных органелл. [c.284]

В табл. 22.4 приведены комплексы, содержащие белки, синтезированные в митохондриях дрожжей. АТРаза состоит из двух частей мембранного фактора, образуемого двумя или более субъединицами, кодируемых митохондриальным геномом, и растворимой АТРазы F1, состоящей примерно из пяти субъединиц, синтезируемых в цитоплазме. Цитохром-с—оксидаза также состоит из субъединиц, происходящих из обоих источников. В состав комплекса цитохромов Ьс входит один белок митохондриального происхождения, связанный с щестью субъеди- ницами цитоплазматического происхождения. Малая субъединица рибосомы включает в себя один белок (Уаг 1), кодируемый митохондриальными генами. Были получены мутации, позволяющие идентифицировать почти все митохондриальные гены. [c.284]

Смотреть страницы где упоминается термин Митохондрия происхождение: [c.418] [c.225] [c.304] [c.225] [c.50] [c.88] [c.298] [c.950] [c.139] [c.26] [c.88] [c.365] [c.375] [c.385] [c.147] [c.58] [c.119] [c.293] [c.270] [c.13] [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология