माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना की योजना. क्लोरोप्लास्ट के साथ समानताएं और अंतर। माइटोकॉन्ड्रिया की संरचना और कार्य

(ग्रीक मिटोस से - धागा, चोंड्रियन - अनाज, सोम - शरीर) दानेदार या फिलामेंटस ऑर्गेनेल हैं (चित्र 1, ए)। माइटोकॉन्ड्रिया को जीवित कोशिकाओं में देखा जा सकता है क्योंकि उनका घनत्व काफी अधिक होता है। ऐसी कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया घूम सकते हैं, गति कर सकते हैं और एक दूसरे में विलीन हो सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया को विशेष रूप से विभिन्न तरीकों से तैयार की गई तैयारियों में अच्छी तरह से पहचाना जाता है। विभिन्न प्रजातियों में माइटोकॉन्ड्रिया का आकार परिवर्तनशील होता है और उनका आकार भी परिवर्तनशील होता है। फिर भी, अधिकांश कोशिकाओं में इन संरचनाओं की मोटाई अपेक्षाकृत स्थिर (लगभग 0.5 µm) होती है, लेकिन लंबाई भिन्न-भिन्न होती है, जो फिलामेंटस रूपों में 7-60 µm तक पहुंच जाती है।

माइटोकॉन्ड्रिया, उनके आकार और आकार की परवाह किए बिना, एक सार्वभौमिक संरचना रखते हैं, उनकी अल्ट्रास्ट्रक्चर एक समान होती है। माइटोकॉन्ड्रिया दो झिल्लियों से घिरे होते हैं (चित्र 1 बी), उनके चार उप-खंड होते हैं: माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स, आंतरिक झिल्ली, झिल्ली स्थान और साइटोसोल का सामना करने वाली बाहरी झिल्ली। एक बाहरी झिल्ली इसे बाकी साइटोप्लाज्म से अलग करती है। बाहरी झिल्ली की मोटाई लगभग 7 एनएम है, यह साइटोप्लाज्म की किसी भी अन्य झिल्ली से जुड़ी नहीं होती है और अपने आप बंद हो जाती है, जिससे यह एक झिल्ली थैली होती है। बाहरी झिल्ली को आंतरिक झिल्ली से लगभग 10-20 एनएम चौड़ी एक इंटरमेम्ब्रेन स्पेस द्वारा अलग किया जाता है। आंतरिक झिल्ली (लगभग 7 एनएम मोटी) माइटोकॉन्ड्रियन, इसके मैट्रिक्स, या माइटोप्लाज्म की वास्तविक आंतरिक सामग्री को सीमित करती है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्लियों की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर कई उभार (सिलवटें) बनाने की उनकी क्षमता है। इस तरह के उभार (क्रिस्टे, चित्र 27) अक्सर सपाट लकीरों की तरह दिखते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया एटीपी का संश्लेषण करता है, जो कार्बनिक सब्सट्रेट्स के ऑक्सीकरण और एडीपी के फॉस्फोराइलेशन के परिणामस्वरूप होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया इलेक्ट्रॉन परिवहन और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के माध्यम से एटीपी संश्लेषण में विशेषज्ञ हैं। (चित्र 21-1)। यद्यपि उनके पास अपना स्वयं का डीएनए और प्रोटीन संश्लेषण मशीनरी है, उनके अधिकांश प्रोटीन सेलुलर डीएनए द्वारा एन्कोड किए गए हैं और साइटोसोल से आते हैं। इसके अलावा, ऑर्गेनेल में प्रवेश करने वाले प्रत्येक प्रोटीन को एक विशिष्ट उप-कम्पार्टमेंट तक पहुंचना चाहिए जिसमें वह कार्य करता है।

माइटोकॉन्ड्रिया यूकेरियोटिक कोशिकाओं के "ऊर्जा स्टेशन" हैं। क्राइस्टे में एंजाइम होते हैं जो कोशिका में बाहर से प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों की ऊर्जा को एटीपी अणुओं की ऊर्जा में परिवर्तित करने में शामिल होते हैं। एटीपी "सार्वभौमिक मुद्रा" है जिसके साथ कोशिकाएं अपनी सभी ऊर्जा लागतों का भुगतान करती हैं। आंतरिक झिल्ली के मुड़ने से सतह क्षेत्र बढ़ जाता है जिस पर एटीपी को संश्लेषित करने वाले एंजाइम स्थित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में क्राइस्टे की संख्या और कोशिका में स्वयं माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या जितनी अधिक होती है, कोशिका उतनी ही अधिक ऊर्जा व्यय करती है। कीट उड़ान मांसपेशियों में, प्रत्येक कोशिका में कई हजार माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। व्यक्तिगत विकास (ओन्टोजेनेसिस) की प्रक्रिया के दौरान उनकी संख्या भी बदलती है: युवा भ्रूण कोशिकाओं में वे उम्र बढ़ने वाली कोशिकाओं की तुलना में अधिक संख्या में होते हैं। आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया साइटोप्लाज्म के उन क्षेत्रों के पास जमा होता है जहां एटीपी की आवश्यकता होती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया में बनता है।

क्राइस्टा में झिल्लियों के बीच की दूरी लगभग 10-20 एनएम है। सबसे सरल, एककोशिकीय शैवाल में, कुछ पौधों और जानवरों की कोशिकाओं में, आंतरिक झिल्ली की वृद्धि लगभग 50 एनएम के व्यास के साथ ट्यूबों के रूप में होती है। ये तथाकथित ट्यूबलर क्राइस्टे हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स सजातीय है और इसमें माइटोकॉन्ड्रियन के आसपास के हाइलोप्लाज्म की तुलना में सघन स्थिरता है। मैट्रिक्स में डीएनए और आरएनए की पतली किस्में, साथ ही माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम होते हैं, जिस पर कुछ माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटीन संश्लेषित होते हैं। एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, मशरूम के आकार की संरचनाएं - एटीपी-सोम्स - मैट्रिक्स की तरफ आंतरिक झिल्ली और क्राइस्टे पर देखी जा सकती हैं। ये एंजाइम हैं जो एटीपी अणु बनाते हैं। प्रति 1 माइक्रोन 400 तक हो सकता है।

माइटोकॉन्ड्रिया के अपने जीनोम द्वारा एन्कोड किए गए कुछ प्रोटीन मुख्य रूप से आंतरिक झिल्ली में स्थित होते हैं। वे आम तौर पर प्रोटीन कॉम्प्लेक्स की सबयूनिट बनाते हैं, जिनके अन्य घटक परमाणु जीन द्वारा एन्कोड किए जाते हैं और साइटोसोल से आते हैं। ऐसे संकर समुच्चय के निर्माण के लिए इन दो प्रकार की उपइकाइयों के संश्लेषण को संतुलित करने की आवश्यकता होती है; दो झिल्लियों द्वारा अलग किए गए विभिन्न प्रकार के राइबोसोम पर प्रोटीन संश्लेषण कैसे समन्वित होता है यह एक रहस्य बना हुआ है।

आमतौर पर, माइटोकॉन्ड्रिया उन स्थानों पर स्थित होते हैं जहां किसी भी जीवन प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सवाल यह उठा कि कोशिका में ऊर्जा का परिवहन कैसे होता है - क्या यह एटीपी के प्रसार द्वारा होता है और क्या कोशिकाओं में ऐसी संरचनाएं होती हैं जो विद्युत कंडक्टर के रूप में कार्य करती हैं जो कोशिका के उन क्षेत्रों को ऊर्जावान रूप से एकजुट कर सकती हैं जो एक दूसरे से दूर हैं। परिकल्पना यह है कि माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के एक निश्चित क्षेत्र में संभावित अंतर इसके साथ प्रसारित होता है और उसी झिल्ली के दूसरे क्षेत्र में कार्य में परिवर्तित हो जाता है [स्कुलचेव वी.पी., 1989]।

ऐसा प्रतीत हुआ कि माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्लियाँ स्वयं उसी भूमिका के लिए उपयुक्त उम्मीदवार हो सकती हैं। इसके अलावा, शोधकर्ता एक कोशिका में कई माइटोकॉन्ड्रिया की एक-दूसरे के साथ बातचीत में रुचि रखते थे, माइटोकॉन्ड्रिया के पूरे समूह का काम, संपूर्ण चोंड्रिओम - सभी माइटोकॉन्ड्रिया की समग्रता।

माइटोकॉन्ड्रिया, कुछ अपवादों को छोड़कर, ऑटोट्रॉफ़िक (प्रकाश संश्लेषक पौधे) और हेटरोट्रॉफ़िक (जानवर, कवक) दोनों जीवों की सभी यूकेरियोटिक कोशिकाओं की विशेषता है। उनका मुख्य कार्य कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और एटीपी अणुओं के संश्लेषण में इन यौगिकों के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के उपयोग से जुड़ा है। इसलिए, माइटोकॉन्ड्रिया को अक्सर कोशिका का ऊर्जा केंद्र कहा जाता 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 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। माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन एटीपी के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करता है। एमटीडीएनए से संश्लेषित प्रोटीन भी आरएनए अणुओं का उत्पादन करने के लिए एन्कोड किए जाते हैं जो आरएनए और राइबोसोमल आरएनए 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 की संरचना और कार्य एक जटिल मुद्दा है। एक अंगक की उपस्थिति लगभग सभी परमाणु जीवों की विशेषता है - ऑटोट्रॉफ़ (प्रकाश संश्लेषण में सक्षम पौधे) और हेटरोट्रॉफ़ दोनों, जो लगभग सभी जानवर, कुछ पौधे और कवक हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया का मुख्य उद्देश्य कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण और इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा का बाद में उपयोग करना है। इस कारण से, ऑर्गेनेल का एक दूसरा (अनौपचारिक) नाम भी है - कोशिका के ऊर्जा स्टेशन। उन्हें कभी-कभी "कैटाबोलिज्म प्लास्टिड्स" भी कहा जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया क्या हैं

यह शब्द ग्रीक मूल का है। अनूदित, इस शब्द का अर्थ है "धागा" (मिटोस), "अनाज" (चोंड्रियन)। माइटोकॉन्ड्रिया स्थायी अंग हैं जो कोशिकाओं के सामान्य कामकाज के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं और पूरे जीव के अस्तित्व को संभव बनाते हैं।

"स्टेशनों" की एक विशिष्ट आंतरिक संरचना होती है, जो माइटोकॉन्ड्रिया की कार्यात्मक स्थिति के आधार पर बदलती रहती है। इनका आकार दो प्रकार का हो सकता है- अंडाकार या आयताकार। उत्तरार्द्ध में अक्सर शाखायुक्त उपस्थिति होती है। एक कोशिका में कोशिकांगों की संख्या 150 से 1500 तक होती है।

एक विशेष मामला रोगाणु कोशिकाएं हैं।शुक्राणु में केवल एक सर्पिल अंग होता है, जबकि मादा युग्मक में सैकड़ों हजारों माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। एक कोशिका में, अंगक एक स्थान पर स्थिर नहीं होते हैं, बल्कि पूरे कोशिका द्रव्य में घूम सकते हैं और एक दूसरे के साथ जुड़ सकते हैं। इनका आकार 0.5 माइक्रोन है, उनकी लंबाई 60 माइक्रोन तक पहुंच सकती है, जबकि न्यूनतम 7 माइक्रोन है।

एक "ऊर्जा स्टेशन" का आकार निर्धारित करना कोई आसान काम नहीं है। तथ्य यह है कि जब एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत जांच की जाती है, तो ऑर्गेनेल का केवल एक हिस्सा ही अनुभाग में आता है। ऐसा होता है कि एक सर्पिल माइटोकॉन्ड्रियन में कई खंड होते हैं जिन्हें अलग, स्वतंत्र संरचनाओं के लिए गलत समझा जा सकता है।

केवल एक त्रि-आयामी छवि से सटीक सेलुलर संरचना का पता लगाना और यह समझना संभव हो जाएगा कि क्या हम 2-5 अलग-अलग ऑर्गेनेल या जटिल आकार वाले एक माइटोकॉन्ड्रिया के बारे में बात कर रहे हैं।

संरचनात्मक विशेषता

माइटोकॉन्ड्रियल खोल में दो परतें होती हैं: बाहरी और आंतरिक। उत्तरार्द्ध में विभिन्न वृद्धि और तह शामिल हैं, जिनमें पत्ती जैसी और ट्यूबलर आकृति होती है।

प्रत्येक झिल्ली की एक विशेष रासायनिक संरचना, एक निश्चित मात्रा में कुछ एंजाइम और एक विशिष्ट उद्देश्य होता है। बाहरी आवरण को आंतरिक आवरण से 10-20 एनएम मोटी अंतरझिल्ली स्थान द्वारा अलग किया जाता है।

ऑर्गेनेल की संरचना कैप्शन के साथ चित्र में बहुत स्पष्ट रूप से दिखती है।

माइटोकॉन्ड्रिया संरचना आरेख

संरचना आरेख को देखकर, हम निम्नलिखित विवरण बना सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर के चिपचिपे स्थान को मैट्रिक्स कहा जाता है। इसकी संरचना इसमें होने वाली आवश्यक रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए अनुकूल वातावरण बनाती है। इसमें सूक्ष्म कण होते हैं जो प्रतिक्रियाओं और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को बढ़ावा देते हैं (उदाहरण के लिए, वे ग्लाइकोजन आयन और अन्य पदार्थ जमा करते हैं)।

मैट्रिक्स में डीएनए, कोएंजाइम, राइबोसोम, टी-आरएनए और अकार्बनिक आयन होते हैं। एटीपी सिंथेज़ और साइटोक्रोम शेल की आंतरिक परत की सतह पर स्थित होते हैं। एंजाइम क्रेब्स चक्र (टीसीए चक्र), ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण आदि प्रक्रियाओं में योगदान करते हैं।

इस प्रकार, ऑर्गेनेल का मुख्य कार्य मैट्रिक्स और शेल के आंतरिक पक्ष दोनों द्वारा किया जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य

"ऊर्जा स्टेशनों" के उद्देश्य को दो मुख्य कार्यों द्वारा दर्शाया जा सकता है:

• ऊर्जा उत्पादन: एटीपी अणुओं की बाद की रिहाई के साथ उनमें ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं की जाती हैं;
• आनुवंशिक जानकारी का भंडारण;
• हार्मोन, अमीनो एसिड और अन्य संरचनाओं के संश्लेषण में भागीदारी।

ऑक्सीकरण और ऊर्जा उत्पादन की प्रक्रिया कई चरणों में होती है:

एटीपी संश्लेषण का योजनाबद्ध चित्रण

यह ध्यान देने योग्य है:क्रेब्स चक्र (साइट्रिक एसिड चक्र) के परिणामस्वरूप, एटीपी अणु नहीं बनते हैं, अणुओं का ऑक्सीकरण होता है और कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है। यह ग्लाइकोलाइसिस और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के बीच एक मध्यवर्ती चरण है।

तालिका "माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य और संरचना"

कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या क्या निर्धारित करती है?

कोशिकांगों की प्रचलित संख्या कोशिका के उन क्षेत्रों के पास जमा होती है जहाँ ऊर्जा संसाधनों की आवश्यकता उत्पन्न होती है। विशेष रूप से, उस क्षेत्र में जहां मायोफिब्रिल्स स्थित हैं, बड़ी संख्या में ऑर्गेनेल इकट्ठा होते हैं, जो मांसपेशी कोशिकाओं का हिस्सा होते हैं जो उनके संकुचन को सुनिश्चित करते हैं।

नर जनन कोशिकाओं में, संरचनाएं फ्लैगेलम की धुरी के आसपास स्थानीयकृत होती हैं - यह माना जाता है कि एटीपी की आवश्यकता युग्मक पूंछ की निरंतर गति के कारण होती है। प्रोटोजोआ में माइटोकॉन्ड्रिया की व्यवस्था, जो गति के लिए विशेष सिलिया का उपयोग करती है, बिल्कुल वैसी ही दिखती है - अंगक उनके आधार पर झिल्ली के नीचे जमा होते हैं।

जहां तक ​​तंत्रिका कोशिकाओं का सवाल है, माइटोकॉन्ड्रिया का स्थानीयकरण सिनैप्स के पास देखा जाता है जिसके माध्यम से तंत्रिका तंत्र से संकेत प्रसारित होते हैं। प्रोटीन को संश्लेषित करने वाली कोशिकाओं में, ऑर्गेनेल एर्गैस्टोप्लाज्म के क्षेत्रों में जमा होते हैं - वे उस ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं जो इस प्रक्रिया को शक्ति प्रदान करती है।

माइटोकॉन्ड्रिया की खोज किसने की?

सेलुलर संरचना ने 1897-1898 में के. ब्रांड की बदौलत अपना नाम प्राप्त किया। ओटो वैगबर्ग 1920 में सेलुलर श्वसन और माइटोकॉन्ड्रिया की प्रक्रियाओं के बीच संबंध साबित करने में सक्षम थे।

निष्कर्ष

माइटोकॉन्ड्रिया एक जीवित कोशिका का सबसे महत्वपूर्ण घटक है, जो एक ऊर्जा स्टेशन के रूप में कार्य करता है जो एटीपी अणुओं का उत्पादन करता है, जिससे सेलुलर जीवन प्रक्रियाएं सुनिश्चित होती हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया का कार्य कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा क्षमता उत्पन्न होती है।

माइटोकॉन्ड्रिया - सेलुलर कार्यों को सुनिश्चित करने के लिए ऊर्जा कन्वर्टर्स और ऊर्जा आपूर्तिकर्ता - कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म का एक महत्वपूर्ण हिस्सा लेते हैं और उच्च एटीपी खपत वाले क्षेत्रों में केंद्रित होते हैं (उदाहरण के लिए, गुर्दे की नलिकाओं के उपकला में वे प्लाज्मा झिल्ली के पास स्थित होते हैं (प्रदान करते हैं) पुनर्अवशोषण), और न्यूरॉन्स में - सिनैप्स में (इलेक्ट्रोजेनेसिस और स्राव प्रदान करना)। एक कोशिका में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या सैकड़ों में मापी जाती है। माइटोकॉन्ड्रिया का अपना जीनोम होता है। ऑर्गेनेल औसतन 10 दिनों तक कार्य करता है, माइटोकॉन्ड्रिया को विभाजित करके नवीनीकृत किया जाता है।

माइटोकॉन्ड्रिया की आकृति विज्ञान

माइटोकॉन्ड्रिया में अक्सर एक सिलेंडर का आकार होता है जिसका व्यास 0.2-1 माइक्रोन और लंबाई 7 माइक्रोन (औसतन लगभग 2 माइक्रोन) तक होती है। माइटोकॉन्ड्रिया में दो झिल्ली होती हैं - बाहरी और भीतरी; बाद वाला क्रिस्टे बनाता है। बाहरी और भीतरी झिल्लियों के बीच एक अंतरझिल्लीदार स्थान होता है। माइटोकॉन्ड्रियन की अतिरिक्त झिल्ली मात्रा मैट्रिक्स है।

∙ बाहरी झिल्लीकई छोटे अणुओं के लिए पारगम्य।

∙ इनतेरमेम्ब्रेन स्पेस।मैट्रिक्स से बाहर पंप किए गए H+ आयन यहां जमा हो जाते हैं, जिससे आंतरिक झिल्ली के दोनों किनारों पर एक प्रोटॉन सांद्रता प्रवणता बन जाती है।

∙ भीतरी झिल्लीचयन करके प्रवेश्य; दोनों दिशाओं में पदार्थों (एटीपी, एडीपी, पी 1, पाइरूवेट, सक्सिनेट, α-कीटोग्लुरेट, मैलेट, साइट्रेट, साइटिडीन ट्राइफॉस्फेट, जीटीपी, डिफॉस्फेट) के स्थानांतरण के लिए परिवहन प्रणाली और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण एंजाइमों से जुड़े इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला परिसर शामिल हैं। साथ ही सक्सिनेट डिहाइड्रोजनेज (एसडीएच)।

∙ आव्यूह।मैट्रिक्स में क्रेब्स चक्र के सभी एंजाइम (एसडीएच को छोड़कर), फैटी एसिड के β-ऑक्सीकरण के एंजाइम और अन्य प्रणालियों के कुछ एंजाइम शामिल हैं। मैट्रिक्स में Mg 2+ और Ca 2+ वाले दाने होते हैं।

∙ माइटोकॉन्ड्रिया के साइटोकेमिकल मार्कर- साइटोक्रोम ऑक्सीडेज और एसडीएच।

माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका में कई कार्य करते हैं: क्रेब्स चक्र में ऑक्सीकरण, इलेक्ट्रॉन परिवहन, केमियोस्मोटिक युग्मन, एडीपी फॉस्फोराइलेशन, ऑक्सीकरण और फॉस्फोराइलेशन का युग्मन, इंट्रासेल्युलर कैल्शियम एकाग्रता, प्रोटीन संश्लेषण, गर्मी उत्पादन को नियंत्रित करने का कार्य। क्रमादेशित (विनियमित) कोशिका मृत्यु में माइटोकॉन्ड्रिया की भूमिका महान है।

∙ थर्मल प्रजनन।ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण को अलग करने के लिए एक प्राकृतिक तंत्र भूरे वसा कोशिकाओं में काम करता है। इन कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया में एक असामान्य संरचना होती है (उनकी मात्रा कम हो जाती है, मैट्रिक्स का घनत्व बढ़ जाता है, इंटरमेम्ब्रेन रिक्त स्थान का विस्तार होता है) - संघनित माइटोकॉन्ड्रिया। इस तरह के माइटोकॉन्ड्रिया तीव्रता से पानी ले सकते हैं और थायरोक्सिन की प्रतिक्रिया में सूज सकते हैं, साइटोसोल में सीए 2+ की सांद्रता में वृद्धि होती है, जबकि ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की अनयुग्मन बढ़ जाती है, और गर्मी जारी होती है। ये प्रक्रियाएं थर्मोजेनिन नामक एक विशेष अनयुग्मित प्रोटीन द्वारा सुनिश्चित की जाती हैं। स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के सहानुभूतिपूर्ण विभाजन से नॉरपेनेफ्रिन अनयुग्मित प्रोटीन की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है और गर्मी उत्पादन को उत्तेजित करता है।

∙ एपोप्टोसिस।माइटोकॉन्ड्रिया विनियमित (क्रमादेशित) कोशिका मृत्यु - एपोप्टोसिस में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, साइटोसोल में ऐसे कारक जारी करता है जो कोशिका मृत्यु की संभावना को बढ़ाते हैं। उनमें से एक साइटोक्रोम सी है, एक प्रोटीन जो माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली में प्रोटीन परिसरों के बीच इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करता है। माइटोकॉन्ड्रिया से मुक्त होकर, साइटोक्रोम सी एपोप्टोसोम में शामिल होता है, जो कैसपेस (हत्यारे प्रोटीज़ परिवार के प्रतिनिधि) को सक्रिय करता है।

बाहरी झिल्ली
भीतरी झिल्ली
आव्यूहएम-एनए, मैट्रिक्स, क्रिस्टास. इसकी आकृति चिकनी है और इसमें इंडेंटेशन या सिलवटें नहीं बनती हैं। यह सभी कोशिका झिल्लियों के क्षेत्रफल का लगभग 7% है। इसकी मोटाई लगभग 7 एनएम है, यह साइटोप्लाज्म की किसी अन्य झिल्ली से जुड़ा नहीं है और स्वयं बंद है, जिससे यह एक झिल्ली थैली है। बाहरी झिल्ली को भीतरी झिल्ली से अलग करता है इनतेरमेम्ब्रेन स्पेसलगभग 10-20 एनएम चौड़ा। आंतरिक झिल्ली (लगभग 7 एनएम मोटी) माइटोकॉन्ड्रियन की वास्तविक आंतरिक सामग्री को सीमित करती है,
इसका मैट्रिक्स या माइटोप्लाज्म। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली की एक विशिष्ट विशेषता माइटोकॉन्ड्रिया में असंख्य आक्रमण बनाने की उनकी क्षमता है। इस तरह के आक्रमण अक्सर सपाट कटक या क्राइस्टे का रूप ले लेते हैं। क्राइस्टा में झिल्लियों के बीच की दूरी लगभग 10-20 एनएम है। अक्सर क्रिस्टे शाखाबद्ध हो सकते हैं या उंगली जैसी प्रक्रियाएं बना सकते हैं, झुक सकते हैं और उनका कोई स्पष्ट अभिविन्यास नहीं होता है। सबसे सरल, एकल-कोशिका वाले शैवाल में, और उच्च पौधों और जानवरों की कुछ कोशिकाओं में, आंतरिक झिल्ली के बहिर्गमन में ट्यूब (ट्यूबलर क्राइस्टे) का रूप होता है।
माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एक महीन दाने वाली सजातीय संरचना होती है; एक गेंद में एकत्रित पतले तंतु (लगभग 2-3 एनएम) और लगभग 15-20 एनएम के कण कभी-कभी इसमें पाए जाते हैं। अब यह ज्ञात हो गया है कि माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स के फिलामेंट्स माइटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लियॉइड के भीतर डीएनए अणु हैं, और छोटे कण माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य

1. एटीपी संश्लेषण माइटोकॉन्ड्रिया में होता है (ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण देखें)

इंटरमेम्ब्रेन स्पेस का PH ~4, मैट्रिक्स का pH ~8 | एम में प्रोटीन सामग्री: 67% - मैट्रिक्स, 21% - बाहरी एम-ऑन, 6% - आंतरिक एम-ऑन और 6% - अंतरालीय द्रव्यमान में
हेंड्रिओमा- एकीकृत माइटोकॉन्ड्रियल प्रणाली
बाहरी एम-एनए: पोरिन-छिद्र 5 केडी तक के मार्ग की अनुमति देते हैं | आंतरिक एम-एनए: कार्डियोलिपिन - एम-एन को आयनों के लिए अभेद्य बनाता है |
आंतरायिक उत्पादन: एंजाइम फॉस्फोराइलेट न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लियोटाइड के शर्करा के समूह
आंतरिक एम-एनए:
मैट्रिक्स: चयापचय एंजाइम - लिपिड ऑक्सीकरण, कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण, ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र, क्रेब्स चक्र
बैक्टीरिया से उत्पत्ति: अमीबा पेलोमीक्सा पलुस्ट्रिस में कोई यूकेरियोट्स नहीं होता है, एरोबिक बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में रहता है | अपना डीएनए | बैक्टीरिया के समान प्रक्रियाएँ

माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए

मायोकॉन्ड्रियल डिवीजन

दोहराया
इंटरफेज़ में | प्रतिकृति एस-चरण से संबद्ध नहीं है | सीएल चक्र के दौरान, माइटोक्स एक बार दो भागों में विभाजित होते हैं, जिससे एक संकुचन बनता है, संकुचन सबसे पहले आंतरिक तरफ होता है | ~16.5 केबी | गोलाकार, 2 आरआरएनए, 22 टीआरएनए और 13 प्रोटीन को एनकोड करता है |
प्रोटीन परिवहन: सिग्नल पेप्टाइड | उभयचर कर्ल | माइटोकॉन्ड्रियल मान्यता रिसेप्टर |
ऑक्सीडेटिव फाृॉस्फॉरिलेशन
इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला
एटीपी सिंथेज़
यकृत कोशिका में, मैं ~20 दिन जीवित रहता हूं, संकुचन के गठन के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रिया का विभाजन होता है

16569 बीपी = 13 प्रोटीन, 22 टीआरएनए, 2 पीआरएनए | चिकनी बाहरी झिल्ली (पोरिन - 10 केडीए तक प्रोटीन पारगम्यता) मुड़ी हुई आंतरिक झिल्ली (क्रिस्टे) मैट्रिक्स (75% प्रोटीन: परिवहन वाहक प्रोटीन, प्रोटीन, श्वसन श्रृंखला के घटक और एटीपी सिंथेज़, कार्डियोलिपिन) मैट्रिक्स (साइट्रेट के पदार्थों से समृद्ध) चक्र) रुक-रुक कर उत्पादन