Процесс дыхания принципиально сходен у животных и растений

Процесс дыхания принципиально сходен у животных и растений, но у последних имеет свои особенности

Митохондрии растительной клетки Плотность Мх, в большинстве растительных клеток меньше, чем для типичной животной клетке. Однако, интенсивность дыхания раст. Мх выше, чем изолированных из животных клеток.

Мембраны Мх Внешняя мб. Проницаема для веществ с молекулярной массой до 10 000 через порины (водные каналы) Преобладают насыщенные жирные кислоты. Мало белков. Разрушается при набухании митохондрий. Внутренняя мембрана. Непроницаема для ионов. Транспорт контролируется белками переносчиками. Преобладают ненасыщенные жирные кислоты (90%), в том числе кардиолипин. 80% - 95% общего мембранного белка Транспорт белков в Мх в местах стэкинга двух мембран (5 -10% S пов. Внешней мб) 16/02/2018

Деление митохондрий 1. 62

Растительные Мх имеют ряд характерных биохимических и генетических особенностей

Генетические особенности растительных митохондрий Геном мх высших растений значительно больше, чем у животных Мх геном арабидопсиса 370 тыс. пар нуклеотидов (тыква – 850, дыня – 2400) Мх геном человека 17 тыс. пар нуклеотидов Около 95% белков обнаруженых в мх растений и более чем 98% mitochondrial белков у грибов и млекопитающих кодируются в ядре.

Уникальные биохимические особенности растительных Мх обусловлены: • Наличием в клетке хлоропластов фотосинтез фотодыхание • Неподвижным образом жизни и, следовательно, необходимостью защищаться от стрессов биохимически вторичный метаболизм

Биохимические особенности растительных Мх Некоторые реакции биохимического пути фиксация СО 2 у С 4 растений аспартатного типа Некоторые реакции фотодыхательного цикла Некоторые реакции глюконеогенез

Роль растительных Мх в анаболических процессах НАДФ-изоцитратдегидрогеназа НАД/НАДФ малик энзим Биосинтез фолиевой к-ты Фотодыхание: глициндекарбоксилаза – главный белок в Мх листьев Ферменты биосинтеза жирных к-т

Цианидрезистентное дыхание – уникальная особенность растений Способность растительной клетки поглощать кислород ( «дышать» ) в присутствии цианида обеспечивают уникальные белки во внутренней мембране растительных митохондрий С этим типом дыхания связан феномен термогенеза ароидных Arum maculatum, Symplocarpus foetidis, Sauromatum guttatum, Philodendron selloum.

Транспорт белков в Мх Система белкового импорта: транслоказы во внешней и внутренней мембранах и помогают белкам пересекать двойной липидный слой или включаться в состав самих мембран; ферменты процессинга, которые удаляют целевые сигналы (транзитные пепетиды) как только белки достигли их расположения; белки-шапероны, которые локализованы в cytosol и, держат белки предшественники в развернутом виде, то есть в таком виде как они могут быть транспортированы через мембрану, а также белки-шапероны и шаперонины в mitochondria, которые подключаются к транспорту белка через мб и к последующей сборке импортируемых белков.

Транспорт белков в Мх

Транслоказы внешних и внутренних мембран мх играют центральную роль в белковом импорте. TOM - the heteropolymeric Translocase of the Outer mitochondrial Membrane TIM - the Translocase of the Inner mitochondrial Membrane (Pfanner et al. 1996).

TOM & TIM митохондриальная процессинг - пептидаза (MPP), протеаза внутренней мембраны митохондриальная промежуточная протеаза (MIP)

Мх – центр контроля апоптоза Белок убийца локализован в межмембранном пространстве Мх Активные формы кислорода индуцируют открывание пор во внешней мембране и белок «убийца» выходит в клетку. Включается цепь метаболических реакций биосинтеза протеаз и нуклеаз

Растительные мх сильно отличаются от мх животных. 1. Дополнительные пути электронного транспорта не сопряженные с синтезом АТФ Альтернативная оксидаза (термогенез) 4 дополнительные НАД(Ф)Н-дегидрогеназы 2. Растения используют органические кислоты ц. Кребса для анаболических процессов. 4. Фотодыхание: глицин------серин-------фолиевая к-та 5. Геном растительных мх значительно больше, чем животных 6. Транзитные пептиды мх-белков имеют последовательность ак аналогичную хлоропластным «сигналам» .

Higher Plant Mitochondria Sally Mackenzie, and Lee Mcintosh The Plant Cell, Vol. 11, 571 -585, April 1999 Введение Геном растительных митохондрий Экспрессия генов в растительных митохондриях Транскрипция Процессинг транскрипта Редактирование транскрипта Пост-трансляционная регуляция Уникальные биохимические функции растительных митохондрий Роль (функция) альтернативного дыхательного метаболической лабильности (гибкости) пути в Альтернативный путь и формы активного кислорода Специализированные NAD+/NADF+ функции растительных митохондрий Взаимодействие органелл внутри клетки. Регуляция ядерных генов, кодирующих митохондриальные белки. Редокс потенциал и обмен метаболитами: взаимодействие митохондрии – хлоропласт и