რა ეტაპები ხდება მიტოქონდრიაში?

უჯრედული სუნთქვა არის პროცესების ერთობლიობა, რომლებიც წარმოიქმნება ეუკარიოტულ უჯრედებში ATP (ადენოზინტრიფოსფატი)) უჯრედის ენერგიისთვის და მოიცავს როგორც ანაერობულ, ასევე აერობულ ნაბიჯებს. ზოგადად, ფიჭური სუნთქვა შეიძლება დაიყოს ოთხ ეტაპად: გლიკოლიზი, რომელიც არ საჭიროებს ჟანგბადს და გვხვდება ყველა უჯრედის მიტოქონდრიებში და აერობული სუნთქვის სამი ეტაპი, რაც ყველა ხდება მიტოქონდრიებში: ხიდი (ან გარდამავალი) რეაქცია, კრებსის ციკლი და ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი რეაქციები

ასე რომ, თუ თქვენ მოგეთხოვებათ განსაზღვროთ ფიჭური სუნთქვის ეტაპი (ან ეტაპები), რომელიც მთლიანად ხდება გარეთ მიტოქონდრიების, თქვენ შეგიძლიათ უპასუხოთ "გლიკოლიზს" და გააკეთოთ იგი. ცნობისმოყვარეებისთვის ეს მხოლოდ კითხვას იწვევს: რა ხდება სინამდვილეში შიგნით ეგ მიტოქონდრია? ანუ რა ხდება ბოლოს ნახშირბადის გლუკოზის მოლეკულაში, რომელიც ციტოპლაზმაში გლიკოლიზში შედის?

პროკარიოტულ უჯრედებს არ აქვთ შინაგანი გარსით შეკრული ორგანელები. მათი დნმ თავისუფალი ცურავს ციტოპლაზმაში, ისევე როგორც ფერმენტის ცილები, რომლებიც საჭიროა გლიკოლიზის გასაზრდელად. ამრიგად, მათი სუნთქვის მთლიანობა შედგება გლიკოლიზისგან.

ეუკარიოტულ უჯრედებში ხიდის რეაქცია, კრებსის ციკლი და ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი ერთად წარმოადგენს აერობულ სუნთქვას და, როგორც უჯრედული სუნთქვის ბოლო სამი ეტაპი, მთლიანი.

სინამდვილეში, უკეთესი კითხვა უნდა დაისვათ, თუ თქვენ იცით, რომ რა პროცესები ხდება და სად ხდება ეს ეუკარიოტულ უჯრედებში, შეიძლება იყოს შემდეგი: არა ხდება მიტოქონდრიებში?

1. შაქრის გაყოფა
2. ხიდის რეაქცია
3. კრებსის ციკლი
4. ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვი

პასუხი, ერთი, მახსოვს იმის გათვალისწინებით, რომ ყველა უჯრედი იყენებს გლიკოლიზს (დანაწევრება) გლუკოზა ორ სამ ნახშირბადის პიროვატის მოლეკულად), მაგრამ მხოლოდ ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ ორგანელები, მათ შორის მიტოქონდრია.

ასევე, ერთგვარად, ეუკარიოტებისთვის გლიკოლიზი თითქმის უსიამოვნოა, რაც 36–38 ატფ უჯრედული სუნთქვისგან მხოლოდ ორს ემსახურება, როგორც გლუკოზის მოლეკულაში წარმოქმნილი. მარტივი პროპორციების საფუძველზე, თქვენ "მოელით", რომ თითქმის მთელი ფიჭური სუნთქვა მოხდება სადმე მიტოქონდრიაში და ეს სინამდვილეში ასეა - ოთხი ფაზიდან სამი.

მიტოქონდრია ჩასმულია ორმაგი პლაზმური მემბრანაში, ისევე როგორც უჯრედის მთლიანი და სხვა ორგანელებისა (მაგ., გოლჯის აპარატი). მიტოქონდრიის შიგნით, ციტოპლაზმის ანალოგიურ სივრცეს, თუ მიტოქონდრიები უჯრედებთან შედარებულია, ეწოდება მატრიცა.

მიტოქონდრიებს აქვთ საკუთარი დნმ, ციტოპლაზმაში, სწორედ იქ, სადაც იპოვნებოდა, თუ მიტოქონდრიები ისევ თავისუფალი ბაქტერიები იქნებოდა. ის მხოლოდ კვერცხუჯრედების უჯრედებში გადადის, ამიტომ მხოლოდ წინაპრებისა და შთამომავლების დედის (დედის) ხაზით ხდება.

გლიკოლიზი: ციტოპლაზმის ფაზა. ათი რეაქციის ამ სერიაში ციტოპლაზმაში, გლუკოზა გარდაიქმნება პიროვატის წყვილ მოლეკულად. წარმოიქმნება ორი ATP და ჟანგბადი არ არის საჭირო. თუ ჟანგბადი არსებობს და უჯრედი არის ევკარიოტული, პიროვატი გადადის მიტოქონდრიასთან.

ხიდების რეაქცია: მიტოქონდრია 1 ფაზა. ნახშირბადის ატომის დაკარგვით პირავატი გარდაიქმნება აცეტილ კოფერმენტ A– ში (ნახშირორჟანგის, CO სახით₂) და მის ადგილას კოფერმენტ A მოლეკულის მიღება. აცეტილ CoA წარმოადგენს მნიშვნელოვან მეტაბოლურ შუალედს ყველა უჯრედში.

კრებსის ციკლი: მიტოქონდრიის ფაზა 2. მიტოქონდრიულ მატრიქსში აცეტილ CoA კომბინირებულია ოთხ ნახშირბადის მოლეკულა ოქსალოაცეტატთან და ქმნის ციტრატს. მთელი რიგი ნაბიჯებისა, რომლებიც წარმოქმნიან ორ ATP- ს (ერთი ATP დინების პიროვატის მოლეკულაზე), ეს მოლეკულა გარდაიქმნება ოქსალოაცეტად. ამ პროცესში, ელექტრონული მატარებლები NADH და FADH₂ იწარმოება უხვად.

ელექტრონების სატრანსპორტო ჯაჭვი: მიტოქონდრიის ფაზა 3. შიდა მიტოქონდრიულ მემბრანაზე, კრებსის ციკლიდან ელექტრონული მატარებლები გამოიყენება ფოსფატური ჯგუფების ADP (ადენოზინის დიფოსფატი) დამატებაში ენერგიის შესაქმნელად 32-დან 34 ATP- მდე. მთლიანობაში, უჯრედული სუნთქვა ამგვარად წარმოქმნის 36-დან 38 ATP გლუკოზის მოლეკულაში, მათგან 34-დან 36-მდე სამ მიტოქონდრიულ ეტაპზე.