1 skyrius. LÄ stelės sandara. Mitochondrijos

Tarpmembraninė ertmė:• 6% visų mitochondrijos baltymų,• fermentai, naudojantys ATP nukleotidams fosforilinti, citochromas c ir kt.• didelės GTPazės, valdančios kristų morfologiją.Vidinė membrana (nepralaidi):• 21% visų mitochondrijos baltymų,• lipidų ir baltymų santykis pagal masę artimas 1:4 – penkiolikai fosfolipido molekulių tenkamaždaug viena baltymo molekulė,• beveik nėra cholesterolio ir yra kardiolipino (difosfatidilglicerolis) – panašu į bakterijas,• apie 100 baltymų: kvėpavimo grandinės baltymų kompleksai, ATP sintazė, nešikliai, Ca 2+ jonųkaupimą ir išmetimą tvarkantys baltymai.Užpildas:• 67% visų mitochondrijos baltymų,• šimtai fermentų, DNR, tRNR, ribosomos.Mitochondrijos DNR2 pav. Kvėpavimo ir ATP sintezės kompleksas vidinėje membranojeEukariotų mitochondrijos turi savo genomą – mitochondrinę DNR, arba mtDNR. Tai žiedinė DNRmolekulė. mtDNR dydis yra gana įvairus: žiuželinių pirmuonių mtDNR turi daugiau kaip 40 kntp (40tūkst. nukleotidų porų), grybai – nuo 17 iki 176, aukštesnieji augalai turi 200 – 800 kntp. StuburiniųmtDNR turi apie 16 kntp ir joje užkoduota informacija apie 2 rRNAs, 22 tRNAs, ir 13 peptidų, svarbiųoksidaciniam fosforilinimui.Kiekvienoje mitochondrijoje būna kelios DNR kopijos (žmogaus ląstelėse iki 8). Jos paveldimos išmotinos (daugiausia).2

3 pav. DNR (žydra) jaučio plaučių arterijos endotelio ląstelės mitochondrijose (raudonos).http://www.invitrogen.com/content.cfm?pageid=11628Mitochondrijų genomo genetinis kodas šiek tiek skiriasi nuo standartinio kodo, kuriuo užkoduotainformacija branduolio genome.Lentelė. Branduolio ir mitochondrijų genetiniai kodaiBranduolyjeMitochondrijose koduojami baltymaiKodonas koduojamibaltymaiŽinduoliai Drosophila Neurospora Mielės AugalaiUGA Stop Trp Trp Trp Trp StopAGA,Arg Stop Ser Arg Arg ArgAGGAUA Ile Met Met Ile Met IleAUU Ile Met Met Met Met IleCUU,CUC,CUA,CUGLeu Leu Leu Leu Thr LeumtDNR tapo labai naudingu įrankiu tirti žmogaus evoliucijai. Jos tyrimų rezultatai yra ryškiausiasįrodymas, kad žmonijos lopšys – Afrika.Mitochondrijų genomas koduoja tik labai mažą dalį mitochondrijos baltymų. Beveik visi mitochondrijųbaltymų genai yra branduolyje, o polipeptidai sintezuojami citozolyje. Sintezuotas baltymas yraįnešamas į mitochondrijos skyrius per savitus baltyminius kanalus. Taip vienoje organelėje turi darniaiveikti baltymų kompleksai, sintezuoti skirtingose vietose, naudojant informaciją, užkoduotą pagalskirtingas taisykles (skirtingi genetiniai kodai) ir saugomą skirtingose vietose.Panašiai konstruojami ir chloroplastai.3

4 pav. Mitochondrijos ir chloroplasto baltymų kilmė4