इन्हें माइटोकॉन्ड्रिया क्यों कहा जाता है? माइटोकॉन्ड्रिया - संरचना और कार्य। माइटोकॉन्ड्रिया किसके लिए आवश्यक हैं?

सरल भाषा में परिसर के बारे में।

यह विषय जटिल और जटिल है, जो हमारे शरीर में होने वाली बड़ी संख्या में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को तुरंत प्रभावित करता है। लेकिन आइए फिर भी यह पता लगाने की कोशिश करें कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं।

और इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया जीवित कोशिका के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। सरल शब्दों में हम कह सकते हैं कि ये है कोशिका का ऊर्जा स्टेशन. उनकी गतिविधि मांसपेशियों के संकुचन को प्रभावित करने के लिए कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और विद्युत क्षमता (एटीपी अणु के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा) की पीढ़ी पर आधारित है।

हम सभी जानते हैं कि हमारे शरीर का कार्य ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार सख्ती से होता है। हमारे शरीर में ऊर्जा का निर्माण नहीं होता, बल्कि रूपांतर होता है। शरीर केवल ऊर्जा परिवर्तन का रूप चुनता है, बिना इसका उत्पादन किए, रासायनिक से यांत्रिक और थर्मल तक। पृथ्वी ग्रह पर समस्त ऊर्जा का मुख्य स्रोत सूर्य है। प्रकाश के रूप में हमारे पास आते हुए, ऊर्जा पौधों के क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित होती है, जहां यह हाइड्रोजन परमाणु के इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करती है और इस प्रकार जीवित पदार्थ को ऊर्जा देती है।

हम अपने जीवन का श्रेय एक छोटे इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा को देते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियन के कार्य में श्वसन श्रृंखला (प्रोटीन की इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला) के प्रोटीन परिसरों के समूहों में मौजूद धातु परमाणुओं के बीच हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन ऊर्जा का चरणबद्ध स्थानांतरण होता है, जहां प्रत्येक बाद के परिसर में इलेक्ट्रॉन के लिए अधिक आकर्षण होता है, जो इसे आकर्षित करता है। पिछला वाला, जब तक कि इलेक्ट्रॉन आणविक ऑक्सीजन के साथ संयोजित न हो जाए, जिसमें उच्चतम इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है।

हर बार जब एक इलेक्ट्रॉन को सर्किट में स्थानांतरित किया जाता है, तो ऊर्जा निकलती है जो इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट के रूप में जमा होती है और फिर मांसपेशियों के संकुचन और गर्मी उत्पादन के रूप में महसूस होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला जो एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा क्षमता को स्थानांतरित करने की अनुमति देती है, कहलाती है "अंतःकोशिकीय श्वसन"या अक्सर "श्वास श्रृंखला"चूँकि इलेक्ट्रॉन श्रृंखला के साथ एक परमाणु से दूसरे परमाणु तक तब तक स्थानांतरित होता रहता है जब तक वह अपने अंतिम गंतव्य, ऑक्सीजन परमाणु तक नहीं पहुँच जाता।

ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया हमारे द्वारा ग्रहण की जाने वाली ऑक्सीजन का 80% तक उपभोग करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया एक स्थायी कोशिका संरचना है जो इसके साइटोप्लाज्म में स्थित होती है। माइटोकॉन्ड्रियन का आकार आमतौर पर 0.5 और 1 माइक्रोमीटर व्यास के बीच होता है। इसका आकार दानेदार होता है और यह कोशिका के आयतन का 20% तक घेर सकता है। कोशिका की इस स्थायी कार्बनिक संरचना को अंगक कहते हैं। ऑर्गेनेल में मायोफिब्रिल्स भी शामिल हैं - मांसपेशी कोशिका की सिकुड़ी हुई इकाइयाँ; और कोशिका केन्द्रक भी एक अंगक है। सामान्य तौर पर, कोई भी स्थायी कोशिका संरचना एक अंगक होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की खोज और वर्णन पहली बार 1894 में जर्मन एनाटोमिस्ट और हिस्टोलॉजिस्ट रिचर्ड ऑल्टमैन द्वारा किया गया था, और इस ऑर्गेनेल का नाम 1897 में एक अन्य जर्मन हिस्टोलॉजिस्ट के. बेंड द्वारा दिया गया था। लेकिन केवल 1920 में, फिर से, जर्मन बायोकेमिस्ट ओटो वागबर्ग ने साबित कर दिया कि सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया से जुड़ी हुई है।

एक सिद्धांत है जिसके अनुसार माइटोकॉन्ड्रिया आदिम कोशिकाओं द्वारा कब्जा करने के परिणामस्वरूप प्रकट हुआ, कोशिकाएं जो स्वयं ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकती थीं, प्रोटोजेनोट बैक्टीरिया जो ऐसा कर सकते थे। सटीक रूप से क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियन पहले एक अलग जीवित जीव था, इसका अभी भी अपना डीएनए है।

माइटोकॉन्ड्रिया पहले एक स्वतंत्र जीवित जीव का प्रतिनिधित्व करता था।

विकास के दौरान, बढ़ी हुई ऊर्जा दक्षता के कारण, पूर्वजों ने अपने कई जीनों को गठित नाभिक में स्थानांतरित कर दिया, और स्वतंत्र जीव बनना बंद कर दिया। माइटोकॉन्ड्रिया सभी कोशिकाओं में मौजूद होते हैं। यहां तक ​​कि शुक्राणु में भी माइटोकॉन्ड्रिया होता है। यह उनके लिए धन्यवाद है कि शुक्राणु की पूंछ गति में सेट होती है, जो अपनी गति को संचालित करती है। लेकिन उन स्थानों पर विशेष रूप से कई माइटोकॉन्ड्रिया हैं जहां किसी भी जीवन प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। और निस्संदेह, ये मुख्य रूप से मांसपेशी कोशिकाएं हैं।

मांसपेशियों की कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया को इंटरमाइटोकॉन्ड्रियल संपर्कों के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े विशाल शाखाओं वाले माइटोकॉन्ड्रिया के समूहों में जोड़ा जा सकता है, जिसमें वे एक सुसंगत कार्यशील सहकारी प्रणाली बनाएं. ऐसे क्षेत्र के स्थान में इलेक्ट्रॉन घनत्व बढ़ जाता है। नए माइटोकॉन्ड्रिया का निर्माण पिछले अंगों के सरल विभाजन से होता है। सभी कोशिकाओं के लिए उपलब्ध सबसे "सरल" ऊर्जा आपूर्ति तंत्र को अक्सर ग्लाइकोलाइसिस की सामान्य अवधारणा कहा जाता है।

यह ग्लूकोज के पाइरुविक एसिड में क्रमिक अपघटन की प्रक्रिया है। यदि यह प्रक्रिया होती है आणविक ऑक्सीजन की भागीदारी के बिनाया अपर्याप्त उपस्थिति के साथ, तो इसे कहा जाता है अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस. इस मामले में, ग्लूकोज अंतिम उत्पादों में नहीं, बल्कि लैक्टिक और पाइरुविक एसिड में टूट जाता है, जो किण्वन के दौरान आगे के परिवर्तनों से गुजरता है। इसलिए, जारी ऊर्जा कम है, लेकिन ऊर्जा उत्पादन की दर तेज है। अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज के एक अणु से कोशिका को एटीपी के 2 अणु और लैक्टिक एसिड के 2 अणु प्राप्त होते हैं। यह "बुनियादी" ऊर्जा प्रक्रिया किसी भी कोशिका के अंदर हो सकती है। माइटोकॉन्ड्रिया की भागीदारी के बिना.

में आणविक ऑक्सीजन की उपस्थितिमाइटोकॉन्ड्रिया के अंदर किया गया एरोबिक ग्लाइकोलाइसिसश्वसन शृंखला के भीतर. एरोबिक परिस्थितियों में पाइरुविक एसिड ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र या क्रेब्स चक्र में शामिल होता है। इस बहु-चरणीय प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, एक ग्लूकोज अणु से 36 एटीपी अणु बनते हैं। विकसित माइटोकॉन्ड्रिया वाली कोशिका और जहां वे विकसित नहीं हैं, वहां कोशिकाओं के ऊर्जा संतुलन की तुलना से पता चलता है(पर्याप्त ऑक्सीजन के साथ) कोशिका के अंदर ग्लूकोज ऊर्जा के पूर्ण उपयोग में अंतर लगभग 20 गुना है!

मनुष्यों में, कंकालीय मांसपेशी फाइबर हो सकते हैं सशर्तयांत्रिक और चयापचय गुणों के आधार पर तीन प्रकारों में विभाजित: - धीमी ऑक्सीडेटिव; - तेज़ ग्लाइकोलाइटिक; - तेज़ ऑक्सीडेटिव-ग्लाइकोलाइटिक।

तेज़ मांसपेशी फाइबरतेज़ और कड़ी मेहनत के लिए डिज़ाइन किया गया। इन्हें कम करने के लिए, वे मुख्य रूप से तेज़ ऊर्जा स्रोतों, अर्थात् क्रिएटिन फॉस्फेट और एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस का उपयोग करते हैं। इस प्रकार के तंतुओं में माइटोकॉन्ड्रियल सामग्री धीमी-चिकोटी मांसपेशी फाइबर की तुलना में काफी कम है।

धीमी मांसपेशी फाइबरधीमे संकुचन करते हैं, लेकिन लंबे समय तक काम करने में सक्षम होते हैं। वे ऊर्जा के रूप में एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस और वसा से ऊर्जा संश्लेषण का उपयोग करते हैं। यह अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा प्रदान करता है, लेकिन बदले में अधिक समय की आवश्यकता होती है, क्योंकि ग्लूकोज क्षरण की श्रृंखला अधिक जटिल होती है और ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, जिसके ऊर्जा रूपांतरण स्थल तक परिवहन में भी समय लगता है। धीमी मांसपेशी फाइबर को मायोग्लोबिन के कारण लाल कहा जाता है, एक प्रोटीन जो फाइबर में ऑक्सीजन पहुंचाने के लिए जिम्मेदार होता है। धीमी-चिकोटी मांसपेशी फाइबर में महत्वपूर्ण संख्या में माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।

सवाल उठता है: मांसपेशियों की कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया का शाखित नेटवर्क कैसे और किन व्यायामों की मदद से विकसित किया जा सकता है? विभिन्न सिद्धांत और प्रशिक्षण विधियां हैं और उनके बारे में सामग्री में बताया गया है।

माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति

इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस

इंटरमेम्ब्रेन स्पेस माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी और भीतरी झिल्लियों के बीच का स्थान है। इसकी मोटाई 10-20 एनएम है. चूंकि माइटोकॉन्ड्रियन की बाहरी झिल्ली छोटे अणुओं और आयनों के लिए पारगम्य है, इसलिए पेरिप्लास्मिक स्पेस में उनकी सांद्रता साइटोप्लाज्म से थोड़ी भिन्न होती है। इसके विपरीत, बड़े प्रोटीनों को साइटोप्लाज्म से पेरिप्लास्मिक स्पेस तक परिवहन के लिए विशिष्ट सिग्नल पेप्टाइड्स की आवश्यकता होती है; इसलिए, पेरिप्लास्मिक स्पेस और साइटोप्लाज्म के प्रोटीन घटक अलग-अलग होते हैं। पेरिप्लास्मिक स्पेस में मौजूद प्रोटीनों में से एक साइटोक्रोम सी है, जो माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला के घटकों में से एक है।

भीतरी झिल्ली

आंतरिक झिल्ली कई कंघी जैसी सिलवटों का निर्माण करती है - क्राइस्टे, जो इसके सतह क्षेत्र में काफी वृद्धि करती है और, उदाहरण के लिए, यकृत कोशिकाओं में सभी कोशिका झिल्ली का लगभग एक तिहाई हिस्सा बनाती है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की संरचना की एक विशिष्ट विशेषता इसमें कार्डियोलिपिन की उपस्थिति है - एक विशेष फॉस्फोलिपिड जिसमें चार फैटी एसिड होते हैं और झिल्ली को प्रोटॉन के लिए बिल्कुल अभेद्य बनाता है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली की एक अन्य विशेषता एक बहुत ही उच्च प्रोटीन सामग्री (वजन के हिसाब से 70% तक) है, जो परिवहन प्रोटीन, श्वसन श्रृंखला एंजाइम और बड़े एटीपी सिंथेटेज़ कॉम्प्लेक्स द्वारा दर्शायी जाती है। माइटोकॉन्ड्रियन की आंतरिक झिल्ली, बाहरी झिल्ली के विपरीत, छोटे अणुओं और आयनों के परिवहन के लिए विशेष उद्घाटन नहीं करती है; इस पर, मैट्रिक्स के सामने की तरफ, एटीपी सिंथेज़ के विशेष अणु होते हैं, जिसमें एक सिर, एक डंठल और एक आधार होता है। जब प्रोटॉन उनके बीच से गुजरते हैं, तो एटीपी संश्लेषित होता है। कणों के आधार पर, झिल्ली की पूरी मोटाई को भरते हुए, श्वसन श्रृंखला के घटक होते हैं। बाहरी और आंतरिक झिल्ली कुछ स्थानों पर स्पर्श करती हैं; वहां एक विशेष रिसेप्टर प्रोटीन होता है जो नाभिक में एन्कोडेड माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन के माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में परिवहन को बढ़ावा देता है।

आव्यूह

मैट्रिक्स एक आंतरिक झिल्ली द्वारा सीमित स्थान है। माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स (गुलाबी पदार्थ) में पाइरूवेट, फैटी एसिड के ऑक्सीकरण के लिए एंजाइम सिस्टम, साथ ही ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र) के एंजाइम होते हैं। इसके अलावा, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए, आरएनए और माइटोकॉन्ड्रिया का अपना प्रोटीन-संश्लेषण उपकरण भी यहां स्थित हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए

मैट्रिक्स में स्थित माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए एक बंद गोलाकार डबल-स्ट्रैंडेड अणु है, मानव कोशिकाओं में 16569 न्यूक्लियोटाइड जोड़े का आकार होता है, जो न्यूक्लियस में स्थानीयकृत डीएनए से लगभग 10 5 गुना छोटा होता है। कुल मिलाकर, माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए 2 आरआरएनए, 22 टीआरएनए और श्वसन श्रृंखला एंजाइमों के 13 सबयूनिट को एनकोड करता है, जो इसमें पाए जाने वाले प्रोटीन के आधे से अधिक नहीं होता है। विशेष रूप से, सात एटीपी सिंथेटेज़ सबयूनिट, तीन साइटोक्रोम ऑक्सीडेज सबयूनिट और एक यूबिकिनोल-साइटोक्रोम सबयूनिट माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम के नियंत्रण में एन्कोड किए गए हैं। साथ-रिडक्टेस। इस मामले में, एक, दो राइबोसोमल और छह टीआरएनए को छोड़कर सभी प्रोटीन भारी (बाहरी) डीएनए श्रृंखला से स्थानांतरित होते हैं, और 14 अन्य टीआरएनए और एक प्रोटीन हल्की (आंतरिक) श्रृंखला से स्थानांतरित होते हैं।

इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, पादप माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम बहुत बड़ा है और 370,000 न्यूक्लियोटाइड जोड़े तक पहुंच सकता है, जो ऊपर वर्णित मानव माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम से लगभग 20 गुना बड़ा है। यहां जीनों की संख्या भी लगभग 7 गुना अधिक है, जो पौधों के माइटोकॉन्ड्रिया में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन परिवहन मार्गों की उपस्थिति के साथ है जो एटीपी संश्लेषण से जुड़े नहीं हैं।

इस प्रकार, श्वसन श्रृंखला के एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित समग्र प्रतिक्रिया पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ एनएडीएच का ऑक्सीकरण है। अनिवार्य रूप से, इस प्रक्रिया में श्वसन श्रृंखला के प्रोटीन परिसरों के कृत्रिम समूहों में मौजूद धातु परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों का चरणबद्ध स्थानांतरण होता है, जहां प्रत्येक बाद के परिसर में पिछले एक की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन बंधुता होती है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों को श्रृंखला के साथ तब तक स्थानांतरित किया जाता है जब तक कि वे आणविक ऑक्सीजन के साथ संयोजित न हो जाएं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों के लिए सबसे बड़ी आत्मीयता होती है। इस मामले में जारी ऊर्जा आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के दोनों किनारों पर एक इलेक्ट्रोकेमिकल (प्रोटॉन) ग्रेडिएंट के रूप में संग्रहीत होती है। ऐसा माना जाता है कि श्वसन श्रृंखला के माध्यम से इलेक्ट्रॉन जोड़े के परिवहन के दौरान तीन से छह प्रोटॉन पंप किए जाते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल कार्यप्रणाली का अंतिम चरण एटीपी का उत्पादन है, जो आंतरिक झिल्ली में निर्मित 500 केडीए के आणविक भार के साथ एक विशेष मैक्रोमोलेक्यूलर कॉम्प्लेक्स द्वारा किया जाता है। एटीपी सिंथेटेज़ नामक यह कॉम्प्लेक्स, हाइड्रोजन प्रोटॉन के ट्रांसमेम्ब्रेन इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडिएंट की ऊर्जा को एटीपी अणु के उच्च-ऊर्जा बंधन की ऊर्जा में परिवर्तित करके एटीपी के संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है।

एटीपी संश्लेषण

संरचनात्मक और कार्यात्मक शब्दों में, एटीपी सिंथेज़ में दो बड़े टुकड़े होते हैं, जिन्हें प्रतीक एफ 1 और एफ 0 द्वारा नामित किया जाता है। उनमें से पहला (युग्मन कारक F1) माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स का सामना करता है और 8 एनएम ऊंचे और 10 एनएम चौड़े गोलाकार गठन के रूप में झिल्ली से स्पष्ट रूप से निकलता है। इसमें पाँच प्रकार के प्रोटीनों द्वारा दर्शायी गयी नौ उपइकाइयाँ शामिल हैं। तीन α सबयूनिट और समान संख्या में β सबयूनिट की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं समान संरचना के प्रोटीन ग्लोब्यूल्स में व्यवस्थित होती हैं, जो मिलकर एक हेक्सामर (αβ) 3 बनाती हैं, जो थोड़ी चपटी गेंद की तरह दिखती है। कसकर पैक की गई नारंगी स्लाइस की तरह, क्रमिक α और β सबयूनिट 120° के घूर्णन कोण के साथ तीसरे क्रम की समरूपता अक्ष की विशेषता वाली संरचना बनाते हैं। इस हेक्सामर के केंद्र में γ सबयूनिट है, जो दो विस्तारित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बनता है और लगभग 9 एनएम लंबी थोड़ी विकृत घुमावदार छड़ जैसा दिखता है। इस मामले में, γ सबयूनिट का निचला हिस्सा गेंद से झिल्ली कॉम्प्लेक्स F0 की ओर 3 एनएम तक फैला होता है। हेक्सामर के भीतर γ से जुड़ी एक छोटी ε सबयूनिट भी स्थित है। अंतिम (नौवीं) सबयूनिट को प्रतीक δ द्वारा निर्दिष्ट किया गया है और यह F 1 के बाहर स्थित है।

एटीपी सिंथेज़ का झिल्ली भाग, जिसे युग्मन कारक F0 कहा जाता है, एक हाइड्रोफोबिक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो झिल्ली में प्रवेश करता है और हाइड्रोजन प्रोटॉन के पारित होने के लिए अंदर दो हेमिचैनल होते हैं। कुल मिलाकर, एफ 0 कॉम्प्लेक्स में प्रकार का एक प्रोटीन सबयूनिट शामिल है ए, सबयूनिट की दो प्रतियां बी, साथ ही छोटी सबयूनिट की 9 से 12 प्रतियां सी. उपइकाई ए(आणविक भार 20 केडीए) पूरी तरह से झिल्ली में डूबा हुआ है, जहां यह इसे पार करते हुए छह α-पेचदार खंड बनाता है। उपइकाई बी(आणविक भार 30 केडीए) में झिल्ली में डूबा हुआ केवल एक अपेक्षाकृत छोटा α-पेचदार क्षेत्र होता है, और इसका बाकी हिस्सा झिल्ली से एफ 1 की ओर स्पष्ट रूप से फैला होता है और इसकी सतह पर स्थित δ सबयूनिट से जुड़ा होता है। प्रत्येक एक सबयूनिट की 9-12 प्रतियाँ सी(आणविक भार 6-11 केडीए) दो हाइड्रोफोबिक α-हेलिकॉप्टरों का एक अपेक्षाकृत छोटा प्रोटीन है जो एफ 1 की ओर उन्मुख एक छोटे हाइड्रोफिलिक लूप द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और साथ में वे झिल्ली में डूबे सिलेंडर के आकार में एक एकल समूह बनाते हैं। . एफ 1 कॉम्प्लेक्स से एफ 0 की ओर उभरी हुई γ सबयूनिट इस सिलेंडर के अंदर सटीक रूप से डूबी हुई है और काफी मजबूती से इससे जुड़ी हुई है।

इस प्रकार, एटीपी सिंथेज़ अणु में, प्रोटीन सबयूनिट के दो समूहों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है, जिनकी तुलना मोटर के दो भागों से की जा सकती है: रोटर और स्टेटर। "स्टेटर" झिल्ली के सापेक्ष गतिहीन है और इसमें इसकी सतह पर स्थित एक गोलाकार हेक्सामेर (αβ) 3 और δ सबयूनिट, साथ ही सबयूनिट शामिल हैं एऔर बीझिल्ली जटिल F0. इस संरचना के सापेक्ष मोबाइल "रोटर" में सबयूनिट्स γ और ε शामिल हैं, जो कॉम्प्लेक्स (αβ) 3 से स्पष्ट रूप से उभरे हुए हैं, झिल्ली में डूबे सबयूनिट्स की एक अंगूठी से जुड़े हुए हैं। सी.

एटीपी को संश्लेषित करने की क्षमता एकल कॉम्प्लेक्स एफ 0 एफ 1 की एक संपत्ति है, जो एफ 0 से एफ 1 के माध्यम से हाइड्रोजन प्रोटॉन के स्थानांतरण से जुड़ी है, जिसके बाद में उत्प्रेरक केंद्र स्थित होते हैं जो एडीपी और फॉस्फेट को एटीपी अणु में परिवर्तित करते हैं। . एटीपी सिंथेज़ के संचालन के लिए प्रेरक शक्ति इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के संचालन के परिणामस्वरूप आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली पर बनाई गई प्रोटॉन क्षमता है।

एटीपी सिंथेज़ के "रोटर" को चलाने वाला बल तब होता है जब झिल्ली के बाहरी और आंतरिक किनारों के बीच संभावित अंतर 220 एमवी तक पहुंच जाता है और सबयूनिटों के बीच की सीमा पर स्थित F0 में एक विशेष चैनल के माध्यम से बहने वाले प्रोटॉन के प्रवाह द्वारा प्रदान किया जाता है। एऔर सी. इस मामले में, प्रोटॉन स्थानांतरण मार्ग में निम्नलिखित संरचनात्मक तत्व शामिल हैं:

1. दो गैर-समाक्षीय रूप से स्थित "आधा-चैनल", जिनमें से पहला इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से आवश्यक कार्यात्मक समूहों F0 तक प्रोटॉन की आपूर्ति सुनिश्चित करता है, और दूसरा माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में उनका निकास सुनिश्चित करता है;
2. उपइकाइयों का वलय सी, जिनमें से प्रत्येक के मध्य भाग में एक प्रोटोनेटेड कार्बोक्सिल समूह होता है, जो इंटरमेम्ब्रेन स्पेस से एच + को जोड़ने और उन्हें संबंधित प्रोटॉन चैनलों के माध्यम से जारी करने में सक्षम होता है। उपइकाइयों के आवधिक विस्थापन के परिणामस्वरूप साथप्रोटॉन चैनल के माध्यम से प्रोटॉन के प्रवाह के कारण, γ सबयूनिट घूमता है, सबयूनिट की एक रिंग में डूब जाता है साथ.

इस प्रकार, एटीपी सिंथेज़ की उत्प्रेरक गतिविधि सीधे इसके "रोटर" के घूर्णन से संबंधित होती है, जिसमें γ सबयूनिट के घूमने से सभी तीन उत्प्रेरक सबयूनिट β की संरचना में एक साथ परिवर्तन होता है, जो अंततः एंजाइम के कामकाज को सुनिश्चित करता है। . इस मामले में, एटीपी गठन के मामले में, "रोटर" प्रति सेकंड चार क्रांतियों की गति से दक्षिणावर्त घूमता है, और ऐसा घूर्णन स्वयं 120 डिग्री के अलग-अलग छलांग में होता है, जिनमें से प्रत्येक एक एटीपी अणु के गठन के साथ होता है .

एटीपी संश्लेषण का प्रत्यक्ष कार्य F1 संयुग्मन परिसर के β-सबयूनिट पर स्थानीयकृत होता है। इस मामले में, एटीपी के गठन की ओर ले जाने वाली घटनाओं की श्रृंखला में सबसे पहला कार्य एडीपी और फॉस्फेट को मुक्त β-सबयूनिट के सक्रिय केंद्र से बांधना है, जो कि राज्य 1 में है। बाहरी की ऊर्जा के कारण स्रोत (प्रोटॉन करंट), एफ 1 कॉम्प्लेक्स में गठनात्मक परिवर्तन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एडीपी और फॉस्फेट उत्प्रेरक केंद्र (राज्य 2) से मजबूती से बंध जाते हैं, जहां उनके बीच एक सहसंयोजक बंधन का निर्माण संभव हो जाता है, जिससे एटीपी का गठन. एटीपी सिंथेज़ के इस चरण में, एंजाइम को वस्तुतः किसी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, जिसे अगले चरण में एंजाइमी केंद्र से कसकर बंधे एटीपी अणु को मुक्त करने के लिए आवश्यक होगा। इसलिए, एंजाइम के संचालन का अगला चरण यह है कि, एफ 1 कॉम्प्लेक्स में ऊर्जा-निर्भर संरचनात्मक परिवर्तन के परिणामस्वरूप, उत्प्रेरक β-सबयूनिट जिसमें एक कसकर बंधे एटीपी अणु होता है, राज्य 3 में गुजरता है, जिसमें एटीपी का कनेक्शन होता है उत्प्रेरक केंद्र कमजोर हो गया है। इसके परिणामस्वरूप, एटीपी अणु एंजाइम को छोड़ देता है, और β-सबयूनिट अपनी मूल स्थिति 1 में लौट आता है, जो एंजाइम के चक्र को सुनिश्चित करता है।

एटीपी सिंथेज़ का कार्य इसके व्यक्तिगत भागों के यांत्रिक आंदोलनों से जुड़ा हुआ है, जो इस प्रक्रिया को "घूर्णी उत्प्रेरण" नामक एक विशेष प्रकार की घटना के रूप में वर्गीकृत करना संभव बनाता है। जिस प्रकार एक इलेक्ट्रिक मोटर की वाइंडिंग में विद्युत धारा स्टेटर के सापेक्ष रोटर को चलाती है, उसी प्रकार एटीपी सिंथेटेज़ के माध्यम से प्रोटॉन का निर्देशित स्थानांतरण एंजाइम कॉम्प्लेक्स के अन्य सबयूनिटों के सापेक्ष संयुग्मन कारक एफ 1 के व्यक्तिगत सबयूनिट के रोटेशन का कारण बनता है, जैसे जिसके परिणामस्वरूप यह अद्वितीय ऊर्जा उत्पादक उपकरण रासायनिक कार्य करता है - अणुओं एटीपी को संश्लेषित करता है। इसके बाद, एटीपी कोशिका कोशिका द्रव्य में प्रवेश करती है, जहां इसे विभिन्न प्रकार की ऊर्जा-निर्भर प्रक्रियाओं पर खर्च किया जाता है। ऐसा स्थानांतरण माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में निर्मित एक विशेष एंजाइम एटीपी/एडीपी ट्रांसलोकेस द्वारा किया जाता है, जो साइटोप्लाज्मिक एडीपी के लिए नए संश्लेषित एटीपी का आदान-प्रदान करता है, जो माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर एडेनिल न्यूक्लियोटाइड पूल की सुरक्षा की गारंटी देता है।

देखें अन्य शब्दकोशों में "माइटोकॉन्ड्रिया" क्या है: पर्यायवाची शब्दकोष

माइटोकॉन्ड्रिया। प्लास्टोसोम देखें. (

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं? अगर इस सवाल का जवाब आपके लिए मुश्किल है तो हमारा आर्टिकल सिर्फ आपके लिए है। हम इन अंगकों द्वारा किए जाने वाले कार्यों के संबंध में उनकी संरचनात्मक विशेषताओं पर विचार करेंगे।

अंगक क्या हैं

लेकिन पहले, आइए याद रखें कि अंगक क्या हैं। इसे ही स्थायी कोशिकीय संरचनाएँ कहा जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, प्लास्टिड, लाइसोसोम... ये सभी अंगक हैं। कोशिका की ही तरह, ऐसी प्रत्येक संरचना की एक सामान्य संरचनात्मक योजना होती है। ऑर्गेनेल में एक सतह उपकरण और आंतरिक सामग्री - मैट्रिक्स शामिल है। उनमें से प्रत्येक की तुलना जीवित प्राणियों के अंगों से की जा सकती है। ऑर्गेनेल की अपनी विशिष्ट विशेषताएं भी होती हैं जो उनकी जैविक भूमिका निर्धारित करती हैं।

कोशिका संरचनाओं का वर्गीकरण

ऑर्गेनेल को उनके सतह तंत्र की संरचना के आधार पर समूहों में विभाजित किया गया है। सिंगल-, डबल- और गैर-झिल्ली स्थायी सेलुलर संरचनाएं हैं। पहले समूह में लाइसोसोम, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, पेरॉक्सिसोम और विभिन्न प्रकार के रिक्तिकाएं शामिल हैं। केन्द्रक, माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड दोहरी झिल्ली वाले होते हैं। और राइबोसोम, कोशिका केंद्र और गति के अंग सतह तंत्र से पूरी तरह से रहित हैं।

सहजीवन सिद्धांत

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं? विकासवादी शिक्षण के लिए, ये केवल कोशिका संरचनाएँ नहीं हैं। सहजीवी सिद्धांत के अनुसार, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट प्रोकैरियोट्स के कायापलट का परिणाम हैं। यह संभव है कि माइटोकॉन्ड्रिया की उत्पत्ति एरोबिक बैक्टीरिया से हुई हो, और प्लास्टिड की उत्पत्ति प्रकाश संश्लेषक बैक्टीरिया से हुई हो। इस सिद्धांत का प्रमाण यह तथ्य है कि इन संरचनाओं का अपना आनुवंशिक तंत्र होता है, जो एक गोलाकार डीएनए अणु, एक दोहरी झिल्ली और राइबोसोम द्वारा दर्शाया जाता है। एक धारणा यह भी है कि पशु यूकेरियोटिक कोशिकाएं बाद में माइटोकॉन्ड्रिया से विकसित हुईं, और पौधों की कोशिकाएं क्लोरोप्लास्ट से विकसित हुईं।

कोशिकाओं में स्थान

माइटोकॉन्ड्रिया अधिकांश पौधों, जानवरों और कवक की कोशिकाओं का एक अभिन्न अंग हैं। वे केवल ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में रहने वाले अवायवीय एककोशिकीय यूकेरियोट्स में अनुपस्थित हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना और जैविक भूमिका लंबे समय से एक रहस्य बनी हुई है। उन्हें पहली बार 1850 में रुडोल्फ कोल्लिकर द्वारा माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए देखा गया था। मांसपेशियों की कोशिकाओं में, वैज्ञानिक ने कई कणिकाओं की खोज की जो प्रकाश में फुल जैसे दिखते थे। इन अद्भुत संरचनाओं की भूमिका को समझना पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ब्रिटन चांस के आविष्कार की बदौलत संभव हुआ। उन्होंने एक ऐसा उपकरण डिज़ाइन किया जो उन्हें ऑर्गेनेल के माध्यम से देखने की अनुमति देता था। इस प्रकार संरचना निर्धारित की गई और कोशिकाओं और पूरे शरीर को ऊर्जा प्रदान करने में माइटोकॉन्ड्रिया की भूमिका सिद्ध हुई।

माइटोकॉन्ड्रिया का आकार और साइज़

भवन की सामान्य योजना

आइए विचार करें कि उनकी संरचनात्मक विशेषताओं के दृष्टिकोण से माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं। ये दोहरी झिल्ली वाले अंगक हैं। इसके अलावा, बाहरी भाग चिकना होता है, और भीतरी भाग में उभार होता है। माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स को विभिन्न एंजाइमों, राइबोसोम, कार्बनिक पदार्थों के मोनोमर्स, आयनों और परिपत्र डीएनए अणुओं के समूहों द्वारा दर्शाया जाता है। यह संरचना सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रियाओं को घटित करना संभव बनाती है: ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र, यूरिया और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन।

कीनेटोप्लास्ट का अर्थ

माइटोकॉन्ड्रिया झिल्ली

माइटोकॉन्ड्रिया झिल्ली संरचना में समान नहीं हैं। बंद बाहरी भाग चिकना है। यह प्रोटीन अणुओं के टुकड़ों के साथ लिपिड की एक दोहरी परत से बनता है। इसकी कुल मोटाई 7 एनएम है। यह संरचना साइटोप्लाज्म से परिसीमन के साथ-साथ पर्यावरण के साथ ऑर्गेनेल के संबंध का कार्य करती है। उत्तरार्द्ध पोरिन प्रोटीन की उपस्थिति के कारण संभव है, जो चैनल बनाता है। अणु सक्रिय और निष्क्रिय परिवहन के माध्यम से उनके साथ चलते हैं।

आंतरिक झिल्ली का रासायनिक आधार प्रोटीन है। यह ऑर्गेनॉइड - क्राइस्टे के अंदर कई तह बनाता है। ये संरचनाएं ऑर्गेनेल की सक्रिय सतह को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती हैं। आंतरिक झिल्ली की संरचना की मुख्य विशेषता प्रोटॉन के लिए पूर्ण अभेद्यता है। यह बाहर से आयनों के प्रवेश के लिए चैनल नहीं बनाता है। कुछ स्थानों पर बाहरी और भीतरी संपर्क। यहां एक विशेष रिसेप्टर प्रोटीन स्थित होता है। यह एक प्रकार का कंडक्टर है. इसकी मदद से, माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन, जो नाभिक में एन्कोडेड होते हैं, ऑर्गेनेल में प्रवेश करते हैं। झिल्लियों के बीच 20 एनएम मोटी तक की जगह होती है। इसमें विभिन्न प्रकार के प्रोटीन होते हैं, जो श्वसन श्रृंखला के आवश्यक घटक हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य

माइटोकॉन्ड्रियन की संरचना सीधे उसके द्वारा किए जाने वाले कार्यों से संबंधित है। इनमें से मुख्य है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) का संश्लेषण। यह एक मैक्रोमोलेक्यूल है जो कोशिका में ऊर्जा का मुख्य वाहक है। इसमें नाइट्रोजन बेस एडेनिन, मोनोसैकराइड राइबोस और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष शामिल हैं। यह अंतिम तत्वों के बीच है जिसमें ऊर्जा की मुख्य मात्रा निहित है। जब उनमें से एक टूटता है, तो अधिकतम 60 kJ उत्सर्जित हो सकता है। कुल मिलाकर, एक प्रोकैरियोटिक कोशिका में 1 अरब एटीपी अणु होते हैं। ये संरचनाएँ लगातार चालू रहती हैं: उनमें से प्रत्येक का अपरिवर्तित रूप में अस्तित्व एक मिनट से अधिक नहीं रहता है। एटीपी अणु लगातार संश्लेषित और विखंडित होते रहते हैं, जिससे शरीर को जरूरत के समय ऊर्जा मिलती है।

इस कारण से, माइटोकॉन्ड्रिया को "ऊर्जा स्टेशन" कहा जाता है। यह उनमें है कि एंजाइमों की कार्रवाई के तहत कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण होता है। इस स्थिति में जो ऊर्जा उत्पन्न होती है, उसे एटीपी के रूप में संग्रहीत और संग्रहित किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो इस पदार्थ के 36 मैक्रोमोलेक्यूल्स बनते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना उन्हें अन्य कार्य करने की अनुमति देती है। अपनी अर्ध-स्वायत्तता के कारण, वे वंशानुगत जानकारी के एक अतिरिक्त वाहक हैं। वैज्ञानिकों ने पाया है कि अंगकों का डीएनए स्वयं स्वतंत्र रूप से कार्य नहीं कर सकता है। तथ्य यह है कि उनमें अपने काम के लिए आवश्यक सभी प्रोटीन नहीं होते हैं, इसलिए वे उन्हें परमाणु तंत्र की वंशानुगत सामग्री से उधार लेते हैं।

तो, हमारे लेख में हमने देखा कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं। ये दोहरी-झिल्ली सेलुलर संरचनाएं हैं, जिनके मैट्रिक्स में कई जटिल रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं। माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य का परिणाम एटीपी का संश्लेषण है, एक यौगिक जो शरीर को आवश्यक मात्रा में ऊर्जा प्रदान करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया यूकेरियोट्स के "पावरहाउस" हैं, जो सेलुलर गतिविधि के लिए ऊर्जा का उत्पादन करते हैं। ये ऊर्जा को ऐसे रूपों में परिवर्तित करके उत्पन्न करते हैं जिनका उपयोग कोशिका द्वारा किया जा सकता है। माइटोकॉन्ड्रिया में स्थित, सेलुलर श्वसन के लिए "आधार" के रूप में कार्य करता है। - एक प्रक्रिया जो कोशिका गतिविधि के लिए ऊर्जा उत्पन्न करती है। माइटोकॉन्ड्रिया अन्य सेलुलर प्रक्रियाओं जैसे विकास और में भी शामिल हैं।

विशिष्ट विशेषताएँ

माइटोकॉन्ड्रिया में एक विशिष्ट आयताकार या अंडाकार आकार होता है और यह दोहरी झिल्ली से ढका होता है। वे अंदर और अंदर दोनों जगह पाए जाते हैं। कोशिका के भीतर माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या कोशिका के प्रकार और कार्य के आधार पर भिन्न होती है। कुछ कोशिकाओं, जैसे कि परिपक्व लाल रक्त कोशिकाओं में बिल्कुल भी माइटोकॉन्ड्रिया नहीं होता है। माइटोकॉन्ड्रिया और अन्य अंगों की अनुपस्थिति पूरे शरीर में ऑक्सीजन के परिवहन के लिए आवश्यक लाखों हीमोग्लोबिन अणुओं के लिए जगह छोड़ देती है। दूसरी ओर, मांसपेशियों की कोशिकाओं में हजारों माइटोकॉन्ड्रिया हो सकते हैं, जो मांसपेशियों की गतिविधि के लिए आवश्यक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया वसा कोशिकाओं और यकृत कोशिकाओं में भी प्रचुर मात्रा में होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए

माइटोकॉन्ड्रिया का अपना डीएनए (mtDNA) होता है और वह अपने स्वयं के प्रोटीन को संश्लेषित कर सकता है। एमटीडीएनए सेलुलर श्वसन के दौरान होने वाले इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन में शामिल प्रोटीन को एनकोड करता है। ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एटीपी के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करता है। एमटीडीएनए से संश्लेषित प्रोटीन को आरएनए अणुओं का उत्पादन करने के लिए एन्कोड किया जाता है जो आरएनए और राइबोसोमल आरएनए को संचारित करते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में पाए जाने वाले डीएनए से भिन्न होता है, इसमें डीएनए मरम्मत तंत्र नहीं होता है जो परमाणु डीएनए में उत्परिवर्तन को रोकने में मदद करता है। परिणामस्वरूप, एमटीडीएनए में परमाणु डीएनए की तुलना में उत्परिवर्तन दर बहुत अधिक है। ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण द्वारा उत्पादित प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन के संपर्क में आने से भी एमटीडीएनए को नुकसान पहुंचता है।

माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना

माइटोकॉन्ड्रिया दोहरे से घिरे होते हैं। इनमें से प्रत्येक झिल्ली एम्बेडेड प्रोटीन के साथ एक फॉस्फोलिपिड बाईलेयर है। बाहरी झिल्ली चिकनी होती है, लेकिन भीतरी झिल्ली में कई तहें होती हैं। इन परतों को क्रिस्टी कहा जाता है। वे उपलब्ध सतह क्षेत्र को बढ़ाकर सेलुलर श्वसन की "उत्पादकता" बढ़ाते हैं।

दोहरी झिल्लियाँ माइटोकॉन्ड्रिया को दो अलग-अलग भागों में विभाजित करती हैं: इंटरमेम्ब्रेन स्पेस और माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स। इंटरमेम्ब्रेन स्पेस दो झिल्लियों के बीच का संकीर्ण हिस्सा है, जबकि माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स झिल्लियों के भीतर घिरा हुआ हिस्सा है।

माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एमटीडीएनए, राइबोसोम और एंजाइम होते हैं। साइट्रिक एसिड चक्र और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन सहित सेलुलर श्वसन के कुछ चरण, एंजाइमों की उच्च सांद्रता के कारण मैट्रिक्स में होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया अर्ध-स्वायत्त हैं, क्योंकि वे प्रतिलिपि बनाने और बढ़ने के लिए केवल आंशिक रूप से कोशिका पर निर्भर होते हैं। उनके पास अपना डीएनए, राइबोसोम, प्रोटीन होते हैं और उनके संश्लेषण पर नियंत्रण होता है। बैक्टीरिया की तरह, माइटोकॉन्ड्रिया में गोलाकार डीएनए होता है और बाइनरी विखंडन नामक प्रजनन प्रक्रिया द्वारा दोहराया जाता है। प्रतिकृति से पहले, माइटोकॉन्ड्रिया संलयन नामक प्रक्रिया में एक साथ जुड़ जाते हैं। स्थिरता बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है, क्योंकि इसके बिना माइटोकॉन्ड्रिया विभाजित होने पर सिकुड़ जाएगा। कम माइटोकॉन्ड्रिया सामान्य कोशिका कामकाज के लिए आवश्यक पर्याप्त ऊर्जा का उत्पादन करने में सक्षम नहीं हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया किसी भी कोशिका के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है। इन्हें चॉन्ड्रिओसोम्स भी कहा जाता है। ये दानेदार या धागे जैसे अंग हैं जो पौधों और जानवरों के कोशिका द्रव्य का हिस्सा हैं। वे एटीपी अणुओं के उत्पादक हैं, जो कोशिका में कई प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं का ऊर्जा आधार है; उनकी गतिविधि एटीपी अणुओं के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के ऑक्सीकरण और उपयोग पर आधारित है। सरल भाषा में जीवविज्ञानी इसे कोशिकाओं के लिए ऊर्जा उत्पादन स्टेशन कहते हैं।

1850 में, माइटोकॉन्ड्रिया की पहचान मांसपेशियों में कणिकाओं के रूप में की गई थी। उनकी संख्या विकास की स्थितियों के आधार पर भिन्न होती है: वे उन कोशिकाओं में अधिक जमा होते हैं जहां ऑक्सीजन की अधिक कमी होती है। ऐसा अक्सर शारीरिक गतिविधि के दौरान होता है। ऐसे ऊतकों में ऊर्जा की तीव्र कमी दिखाई देती है, जिसकी पूर्ति माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा की जाती है।

सहजीवन के सिद्धांत में शब्द और स्थान की उपस्थिति

1897 में, बेंड ने पहली बार एक दानेदार और फिलामेंटस संरचना को नामित करने के लिए "माइटोकॉन्ड्रियन" की अवधारणा पेश की जिसमें वे आकार और आकार में भिन्न होते हैं: मोटाई 0.6 µm, लंबाई - 1 से 11 µm तक होती है। दुर्लभ स्थितियों में, माइटोकॉन्ड्रिया बड़ा और शाखायुक्त हो सकता है।

सहजीवन का सिद्धांत यह स्पष्ट विचार देता है कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं और वे कोशिकाओं में कैसे प्रकट हुए। इसमें कहा गया है कि चोंड्रियोसोम बैक्टीरिया कोशिकाओं, प्रोकैरियोट्स को नुकसान की प्रक्रिया में उत्पन्न हुआ। चूँकि वे ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए स्वायत्त रूप से ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकते थे, इसने उन्हें पूरी तरह से विकसित होने से रोक दिया, जबकि प्रोजेनोट्स बिना किसी बाधा के विकसित हो सकते थे। विकास के दौरान, उनके बीच के संबंध ने पूर्वजों के लिए अपने जीन को यूकेरियोट्स में स्थानांतरित करना संभव बना दिया। इस प्रगति के कारण, माइटोकॉन्ड्रिया अब स्वतंत्र जीव नहीं रहे। उनके जीन पूल को पूरी तरह से महसूस नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह किसी भी कोशिका में मौजूद एंजाइमों द्वारा आंशिक रूप से अवरुद्ध होता है।

वे कहाँ रहते हैं?

माइटोकॉन्ड्रिया साइटोप्लाज्म के उन क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं जहां एटीपी की आवश्यकता दिखाई देती है। उदाहरण के लिए, हृदय के मांसपेशी ऊतक में वे मायोफाइब्रिल्स के पास स्थित होते हैं, और शुक्राणु में वे नाल की धुरी के चारों ओर एक सुरक्षात्मक छलावरण बनाते हैं। वहां वे "पूंछ" को घुमाने के लिए बहुत सारी ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार शुक्राणु अंडे की ओर बढ़ता है।

कोशिकाओं में, नए माइटोकॉन्ड्रिया का निर्माण पिछले अंगों के सरल विभाजन से होता है। इसके दौरान सभी वंशानुगत जानकारी संरक्षित रहती है।

माइटोकॉन्ड्रिया: वे कैसे दिखते हैं

माइटोकॉन्ड्रिया का आकार एक सिलेंडर जैसा होता है। वे अक्सर यूकेरियोट्स में पाए जाते हैं, जो कोशिका आयतन के 10 से 21% तक व्याप्त होते हैं। उनके आकार और आकृतियाँ बहुत भिन्न होती हैं और स्थितियों के आधार पर बदल सकती हैं, लेकिन चौड़ाई स्थिर है: 0.5-1 माइक्रोन। चॉन्ड्रिओसोम्स की गति कोशिका के उन स्थानों पर निर्भर करती है जहां ऊर्जा तेजी से बर्बाद होती है। वे गति के लिए साइटोस्केलेटल संरचनाओं का उपयोग करके साइटोप्लाज्म के माध्यम से आगे बढ़ते हैं।

विभिन्न आकारों के माइटोकॉन्ड्रिया का प्रतिस्थापन, जो एक दूसरे से अलग काम करते हैं और साइटोप्लाज्म के कुछ क्षेत्रों को ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, लंबे और शाखित माइटोकॉन्ड्रिया हैं। वे एक दूसरे से दूर स्थित कोशिकाओं के क्षेत्रों को ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम हैं। चोंड्रियोसोम्स का ऐसा संयुक्त कार्य न केवल एककोशिकीय जीवों में, बल्कि बहुकोशिकीय जीवों में भी देखा जाता है। चोंड्रियोसोम की सबसे जटिल संरचना स्तनधारी कंकाल की मांसपेशियों में पाई जाती है, जहां सबसे बड़े शाखित चोंड्रियोसोम इंटरमाइटोकॉन्ड्रियल संपर्कों (आईएमसी) का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

वे आसन्न माइटोकॉन्ड्रियल झिल्लियों के बीच संकीर्ण अंतराल हैं। इस स्थान में उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व है। एमएमके उन कोशिकाओं में अधिक आम हैं जहां वे काम करने वाले चोंड्रियोसोम के साथ जुड़ते हैं।

मुद्दे को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आपको माइटोकॉन्ड्रिया के महत्व, इन अद्भुत अंगों की संरचना और कार्यों का संक्षेप में वर्णन करने की आवश्यकता है।

इनका निर्माण कैसे होता है?

यह समझने के लिए कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं, आपको उनकी संरचना को जानना होगा। ऊर्जा का यह असामान्य स्रोत आकार में गोलाकार है, लेकिन अक्सर लम्बा होता है। दो झिल्लियाँ एक दूसरे के निकट स्थित होती हैं:

• बाहरी (चिकनी);
• आंतरिक, जो पत्ती के आकार का (क्रिस्टे) और ट्यूबलर (ट्यूब्यूल) विकास बनाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया के आकार और आकार के अलावा, उनकी संरचना और कार्य समान हैं। चोंड्रियोसोम को 6 एनएम मापने वाली दो झिल्लियों द्वारा सीमांकित किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्ली एक कंटेनर के समान होती है जो उन्हें हाइलोप्लाज्म से बचाती है। आंतरिक झिल्ली 11-19 एनएम चौड़े क्षेत्र द्वारा बाहरी झिल्ली से अलग होती है। आंतरिक झिल्ली की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया में चपटी लकीरों का रूप लेने की क्षमता है।

माइटोकॉन्ड्रियन की आंतरिक गुहा एक मैट्रिक्स से भरी होती है, जिसमें एक महीन दाने वाली संरचना होती है, जहां कभी-कभी धागे और दाने (15-20 एनएम) पाए जाते हैं। मैट्रिक्स धागे ऑर्गेनेल बनाते हैं, और छोटे दाने माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम बनाते हैं।

प्रथम चरण में यह हाइलोप्लाज्म में होता है। इस स्तर पर, सब्सट्रेट्स या ग्लूकोज का प्रारंभिक ऑक्सीकरण होता है। ये प्रक्रियाएं ऑक्सीजन के बिना होती हैं - अवायवीय ऑक्सीकरण। ऊर्जा उत्पादन के अगले चरण में एरोबिक ऑक्सीकरण और एटीपी का टूटना शामिल है, यह प्रक्रिया कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या करते हैं?

इस अंगक के मुख्य कार्य हैं:

माइटोकॉन्ड्रिया में अपने स्वयं के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड की उपस्थिति एक बार फिर इन अंगों की उपस्थिति के सहजीवी सिद्धांत की पुष्टि करती है। साथ ही, अपने मुख्य कार्य के अलावा, वे हार्मोन और अमीनो एसिड के संश्लेषण में भी शामिल होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल पैथोलॉजी

माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम में होने वाले उत्परिवर्तन निराशाजनक परिणाम देते हैं। मानव वाहक डीएनए है, जो माता-पिता से संतानों में पारित होता है, जबकि माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम केवल मां से पारित होता है। इस तथ्य को बहुत सरलता से समझाया गया है: बच्चों को मादा अंडे के साथ चोंड्रियोसोम्स वाला साइटोप्लाज्म प्राप्त होता है, वे शुक्राणु में अनुपस्थित होते हैं; इस विकार से ग्रस्त महिलाएं अपनी संतानों को माइटोकॉन्ड्रियल रोग दे सकती हैं, लेकिन एक बीमार पुरुष ऐसा नहीं कर सकता।

सामान्य परिस्थितियों में, चोंड्रियोसोम्स में डीएनए की एक ही प्रतिलिपि होती है - होमोप्लाज्मी। माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम में उत्परिवर्तन हो सकता है, और स्वस्थ और उत्परिवर्तित कोशिकाओं के सह-अस्तित्व के कारण हेटरोप्लाज्मी होती है।

आधुनिक चिकित्सा की बदौलत आज 200 से अधिक बीमारियों की पहचान की जा चुकी है, जिनका कारण माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में उत्परिवर्तन था। सभी मामलों में नहीं, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल रोग चिकित्सीय रखरखाव और उपचार के लिए अच्छी प्रतिक्रिया देते हैं।

तो हमने इस सवाल का पता लगा लिया कि माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं। अन्य सभी अंगों की तरह, वे कोशिका के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। वे अप्रत्यक्ष रूप से उन सभी प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं जिनमें ऊर्जा की आवश्यकता होती है।