Мембраны митохондрий

Процессу идущий в складчатых внутренних мембранах митохондрий, играет основную роль в снабжении живой плетни энергией. Для изучения этого процесса мембраны как бы разнимают на составные пасти и затем пытаются собрать снова.

Большинство животных и растительных клеток получают энергию, необходимую для поддержания жизни, путем окислительного фосфорилирования. Этот процесс протекает во внутренних мембранах митохондрий — специализированных органелл, находящихся в клетке (смотрите рисунок ниже).

Митохондрия (А) образована двумя мембранами, каждая толщиной 60 ангстрем
(шесть миллионных долей миллиметра)

Внутренняя мембрана образует многочисленные складки (кристы) и покрыта сферическими частицами диаметром 85 ангстрем (Б). Внутренняя мембрана вместе со сферическими частицами служит местом окислительного фосфорилирования. Если митохондрии подвергнуть действию сильных звуковых колебаний, то они разбиваются на фрагменты — субмитохондриальные частицы (?), еще способные вести окислительное фосфорилирование.

Ферменты окислительного фосфорилирования

Ферменты окислительного фосфорилирования заключены в сложную матрицу, благо-даря чему они оказываются фиксированными в пространстве, так что вся система приобретает характер организованной, упорядоченной структуры. Механизм, посредством которого в митохондриях вырабатывается энергия, долгое время не поддавался изучению. Для исследования сложных последовательностей реакций, протекающих в организме, требуется установить, какие промежуточные продукты образуются в результате каждой отдельной реакции, выделить ферменты, катализирующие эти реакции, перевести их в растворимое состояние, а затем воспроизвести каждую реакцию в пробирке. Лет десять назад мои коллеги и я решили применить другой подход: разобрать внутренние мембраны митохондрий на составляющие их компоненты, а затем попытаться собрать их снова. На этом пути мы достигли некоторых успехов; попутно было сделано несколько интересных открытий и, кроме того, были разработаны новые методы изучения ферментов, связанных с мембранами.

В клетке универсальным переносчиком энергии служит аденозинтри-фосфат (АТФ). Функция этого соединения сводится к тому, что его молекулы отдают концевую фосфатную группу другим молекулам и заодно передают им свою энергию. Сама молекула АТФ превращается при этом в молекулу аденозиндифосфата (АДФ), который в свою очередь может вновь превратиться в АТФ, аккумулируя энергию, вырабатываемую внутри клетки.

Такое восполнение запасов (регенерация) АТФ происходит в процессе распада и окисления пищевых продуктов — на определенных стадиях этого процесса.

«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка