મિટોકોન્ડ્રિયા પ્રદાન કરે છે. મિટોકોન્ડ્રિયાના કાર્યો અને માળખું. વ્યાયામ તમારા મિટોકોન્ડ્રિયાને યુવાન રાખવામાં મદદ કરી શકે છે

મિટોકોન્ડ્રિયા એ માઇક્રોસ્કોપિક મેમ્બ્રેન ઓર્ગેનેલ્સ છે જે કોષને ઊર્જા પ્રદાન કરે છે. તેથી, તેમને કોષોના ઊર્જા મથકો (સંચયક) કહેવામાં આવે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા સરળ જીવોના કોષોમાં ગેરહાજર છે, બેક્ટેરિયા, એન્ટામેબા, જે ઓક્સિજનના ઉપયોગ વિના જીવે છે. કેટલાક લીલા શેવાળ, ટ્રાયપેનોસોમમાં એક વિશાળ મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે, અને હૃદયના સ્નાયુ, મગજના કોષોમાં આમાંથી 100 થી 1000 સુધીના ઓર્ગેનેલ્સ હોય છે.

માળખાકીય સુવિધાઓ

મિટોકોન્ડ્રિયા બે-મેમ્બ્રેન ઓર્ગેનેલ્સ છે, તેમની પાસે બાહ્ય અને આંતરિક શેલ છે, તેમની વચ્ચે આંતરમેમ્બ્રેન જગ્યા છે અને મેટ્રિક્સ છે.

બાહ્ય પટલ. તે સરળ છે, તેમાં કોઈ ફોલ્ડ નથી, સાયટોપ્લાઝમમાંથી આંતરિક સામગ્રીઓને સીમિત કરે છે. તેની પહોળાઈ 7nm છે, તેમાં લિપિડ્સ અને પ્રોટીન હોય છે. એક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા પોરીન દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, એક પ્રોટીન જે બાહ્ય પટલમાં ચેનલો બનાવે છે. તેઓ આયન અને પરમાણુ વિનિમય પ્રદાન કરે છે.

ઇન્ટરમેમ્બ્રેન જગ્યા. ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસનું કદ લગભગ 20 એનએમ છે. જે પદાર્થ તેને ભરે છે તે સાયટોપ્લાઝમની રચનામાં સમાન છે, મોટા પરમાણુઓને બાદ કરતાં જે ફક્ત સક્રિય પરિવહન દ્વારા જ અહીં પ્રવેશી શકે છે.

આંતરિક પટલ. તે મુખ્યત્વે પ્રોટીનમાંથી બનાવવામાં આવે છે, માત્ર ત્રીજા ભાગ લિપિડ પદાર્થોને ફાળવવામાં આવે છે. મોટી સંખ્યામાં પ્રોટીન પરિવહન છે, કારણ કે આંતરિક પટલ મુક્તપણે પસાર થઈ શકે તેવા છિદ્રોથી વંચિત છે. તે ઘણા આઉટગ્રોથ બનાવે છે - ક્રિસ્ટા, જે ચપટી પટ્ટાઓ જેવા દેખાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયામાં કાર્બનિક સંયોજનોનું CO 2 માં ઓક્સિડેશન ક્રિસ્ટેના પટલ પર થાય છે. આ પ્રક્રિયા ઓક્સિજન આધારિત છે અને એટીપી સિન્થેટેઝની ક્રિયા હેઠળ હાથ ધરવામાં આવે છે. મુક્ત થયેલી ઉર્જા એટીપી પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે અને જરૂરિયાત મુજબ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

મેટ્રિક્સ- મિટોકોન્ડ્રિયાનું આંતરિક વાતાવરણ, દાણાદાર સજાતીય માળખું ધરાવે છે. ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપમાં, કોઈ વ્યક્તિ દડાઓમાં ગ્રાન્યુલ્સ અને થ્રેડો જોઈ શકે છે જે ક્રિસ્ટાઈની વચ્ચે મુક્તપણે આવેલા છે. મેટ્રિક્સમાં અર્ધ-સ્વાયત્ત પ્રોટીન સંશ્લેષણ સિસ્ટમ છે - ડીએનએ, તમામ પ્રકારના આરએનએ, રાયબોઝોમ અહીં સ્થિત છે. પરંતુ તેમ છતાં, મોટાભાગના પ્રોટીન ન્યુક્લિયસમાંથી આવે છે, તેથી જ મિટોકોન્ડ્રિયાને અર્ધ-સ્વાયત્ત ઓર્ગેનેલ્સ કહેવામાં આવે છે.

કોષનું સ્થાન અને વિભાજન

chondriomeમિટોકોન્ડ્રિયાનું એક જૂથ છે જે એક કોષમાં કેન્દ્રિત છે. તેઓ સાયટોપ્લાઝમમાં અલગ રીતે સ્થિત છે, જે કોશિકાઓના વિશિષ્ટતા પર આધાર રાખે છે. સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થાન પણ આસપાસના ઓર્ગેનેલ્સ અને સમાવિષ્ટો પર આધારિત છે. છોડના કોષોમાં, તેઓ પરિઘ પર કબજો કરે છે, કારણ કે મિટોકોન્ડ્રિયા કેન્દ્રીય શૂન્યાવકાશ દ્વારા શેલમાં ખસેડવામાં આવે છે. રેનલ એપિથેલિયમના કોષોમાં, પટલ પ્રોટ્રુઝન બનાવે છે, જેની વચ્ચે મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે.

સ્ટેમ કોશિકાઓમાં, જ્યાં તમામ ઓર્ગેનેલ્સ દ્વારા ઊર્જાનો સમાનરૂપે ઉપયોગ થાય છે, ત્યાં મિટોકોન્ડ્રિયા અવ્યવસ્થિત રીતે મૂકવામાં આવે છે. વિશિષ્ટ કોષોમાં, તેઓ મુખ્યત્વે સૌથી વધુ ઉર્જા વપરાશના સ્થળોએ કેન્દ્રિત હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટ્રાઇટેડ સ્નાયુઓમાં તેઓ માયોફિબ્રિલ્સની નજીક સ્થિત છે. સ્પર્મેટોઝોઆમાં, તેઓ ફ્લેગેલમની ધરીને સર્પાકાર રીતે આવરી લે છે, કારણ કે તેને ગતિમાં સેટ કરવા અને શુક્રાણુઓને ખસેડવા માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. પ્રોટોઝોઆ, જે સિલિયાની મદદથી આગળ વધે છે, તેમના આધાર પર મોટી સંખ્યામાં મિટોકોન્ડ્રિયા પણ હોય છે.

વિભાગ. મિટોકોન્ડ્રિયા સ્વતંત્ર પ્રજનન માટે સક્ષમ છે, તેમના પોતાના જીનોમ ધરાવે છે. ઓર્ગેનેલ્સ સંકોચન અથવા સેપ્ટા દ્વારા વિભાજિત થાય છે. વિવિધ કોષોમાં નવા મિટોકોન્ડ્રિયાની રચના આવર્તનમાં ભિન્ન હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, યકૃતની પેશીઓમાં તેઓ દર 10 દિવસે બદલવામાં આવે છે.

પાંજરામાં કાર્યો

1. મિટોકોન્ડ્રિયાનું મુખ્ય કાર્ય એટીપી પરમાણુઓની રચના છે.
2. કેલ્શિયમ આયનોની જુબાની.
3. પાણીના વિનિમયમાં ભાગીદારી.
4. સ્ટીરોઈડ હોર્મોન્સના પુરોગામીનું સંશ્લેષણ.

મોલેક્યુલર બાયોલોજી એ વિજ્ઞાન છે જે ચયાપચયમાં મિટોકોન્ડ્રિયાની ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરે છે. તેઓ પાયરુવેટને એસિટિલ-કોએનઝાઇમ A, ફેટી એસિડના બીટા-ઓક્સિડેશનમાં પણ રૂપાંતરિત કરે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ વચ્ચે સમાનતા

મિટોકોન્ડ્રિયા અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ માટેના સામાન્ય ગુણધર્મો મુખ્યત્વે ડબલ મેમ્બ્રેનની હાજરીને કારણે છે.

સમાનતાના ચિહ્નો પ્રોટીનને સ્વતંત્ર રીતે સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતામાં પણ છે. આ ઓર્ગેનેલ્સનું પોતાનું ડીએનએ, આરએનએ, રિબોઝોમ છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા અને ક્લોરોપ્લાસ્ટ બંને સંકોચન દ્વારા વિભાજિત થઈ શકે છે.

તેઓ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા દ્વારા પણ એકીકૃત છે, મિટોકોન્ડ્રિયા આ કાર્યમાં વધુ વિશિષ્ટ છે, પરંતુ હરિતકણ પ્રકાશસંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન એટીપી પરમાણુઓ પણ બનાવે છે. તેથી, છોડના કોષોમાં પ્રાણીઓ કરતાં ઓછા મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે, કારણ કે ક્લોરોપ્લાસ્ટ્સ તેમના માટે કાર્યોનો એક ભાગ કરે છે.

ચાલો સંક્ષિપ્તમાં સમાનતા અને તફાવતોનું વર્ણન કરીએ:

• તેઓ ડબલ મેમ્બ્રેન ઓર્ગેનેલ્સ છે;
• આંતરિક પટલ પ્રોટ્રુઝન બનાવે છે: ક્રિસ્ટા એ મિટોકોન્ડ્રિયાની લાક્ષણિકતા છે, થાઇલાકોઇડ્સ ક્લોરોપ્લાસ્ટની લાક્ષણિકતા છે;
• તેમના પોતાના જીનોમ છે;
• પ્રોટીન અને ઊર્જાનું સંશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ.

આ ઓર્ગેનેલ્સ તેમના કાર્યોમાં ભિન્ન છે: મિટોકોન્ડ્રિયા ઊર્જાના સંશ્લેષણ માટે રચાયેલ છે, સેલ્યુલર શ્વસન અહીં થાય છે, પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે છોડના કોષો દ્વારા ક્લોરોપ્લાસ્ટની જરૂર પડે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાના મુખ્ય કાર્યો:
1) કોષોના ઊર્જા મથકોની ભૂમિકા ભજવે છે. તેમાં, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયાઓ (એન્ઝાઇમેટિક ઓક્સિડેશન વિવિધ પદાર્થોએડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ -ATP ના અણુઓના સ્વરૂપમાં ઊર્જાના અનુગામી સંચય સાથે;
2) વારસાગત સામગ્રીને મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત કરો. મિટોકોન્ડ્રિયાને કાર્ય કરવા માટે ન્યુક્લિયર ડીએનએ જનીનોમાં એન્કોડેડ પ્રોટીનની જરૂર પડે છે, કારણ કે તેમના પોતાના મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ મિટોકોન્ડ્રિયા પ્રદાન કરી શકે છે.
માત્ર થોડા પ્રોટીન સાથે.
સાઇડ ફંક્શન્સ - સ્ટેરોઇડ હોર્મોન્સ, કેટલાક એમિનો એસિડ્સ (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લુટામાઇન) ના સંશ્લેષણમાં ભાગીદારી.

મિટોકોન્ડ્રિયાની રચના
મિટોકોન્ડ્રિયામાં બે પટલ હોય છે: બાહ્ય (સરળ) અને આંતરિક (બહારની રચના - પાંદડા આકારની (ક્રિસ્ટે) અને ટ્યુબ્યુલર (ટ્યુબ્યુલ્સ)). પટલ અલગ અલગ હોય છે રાસાયણિક રચના, ઉત્સેચકો અને કાર્યોનો સમૂહ.
મિટોકોન્ડ્રિયામાં, આંતરિક સામગ્રી એક મેટ્રિક્સ છે - એક કોલોઇડલ પદાર્થ જેમાં, ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને, 20-30 એનએમના વ્યાસવાળા અનાજ મળી આવ્યા હતા (તેઓ કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ આયનો, પોષક ભંડાર, ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લાયકોજેન એકઠા કરે છે).
મેટ્રિક્સ ઓર્ગેનેલ પ્રોટીન બાયોસિન્થેસિસ ઉપકરણ ધરાવે છે:
હિસ્ટોન પ્રોટીન વગરના ગોળાકાર DNAની 2-6 નકલો (જેમ કે
પ્રોકેરીયોટ્સમાં), રાઇબોઝોમ્સ, ટીઆરએનએ સેટ, રિડુપ્લિકેશન એન્ઝાઇમ્સ,
ટ્રાન્સક્રિપ્શન, વારસાગત માહિતીનો અનુવાદ. આ ઉપકરણ
સામાન્ય રીતે, પ્રોકેરીયોટ્સ (સંખ્યામાં,
રિબોઝોમનું માળખું અને કદ, તેમના પોતાના વારસાગત ઉપકરણનું સંગઠન, વગેરે), જે યુકેરીયોટિક કોષની ઉત્પત્તિની સહજીવન ખ્યાલની પુષ્ટિ કરે છે.
મેટ્રિક્સ અને આંતરિક પટલની સપાટી બંને, જેના પર ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ ચેઇન (સાયટોક્રોમ્સ) અને એટીપી સિન્થેઝ સ્થિત છે, એડીપીના ફોસ્ફોરાયલેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે અને ઓક્સિડેશન સાથે, જે તેને એટીપીમાં રૂપાંતરિત કરે છે, તે મિટોકોન્ડ્રિયાના ઊર્જા કાર્યમાં સક્રિયપણે સામેલ છે. .
મિટોકોન્ડ્રિયા લિગેશન દ્વારા ગુણાકાર કરે છે, તેથી કોષ વિભાજન દરમિયાન તેઓ પુત્રી કોષો વચ્ચે વધુ કે ઓછા સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે. આમ, અનુગામી પેઢીઓના કોષોના મિટોકોન્ડ્રિયા વચ્ચે ઉત્તરાધિકાર હાથ ધરવામાં આવે છે.
આમ, મિટોકોન્ડ્રિયા કોષની અંદર સંબંધિત સ્વાયત્તતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (અન્ય ઓર્ગેનેલ્સથી વિપરીત). તેઓ માતૃત્વના મિટોકોન્ડ્રિયાના વિભાજન દરમિયાન ઉદ્ભવે છે, તેમના પોતાના ડીએનએ છે, જે પ્રોટીન સંશ્લેષણ અને ઊર્જા સંગ્રહની પરમાણુ પ્રણાલીથી અલગ છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા બેક્ટેરિયમ-કદના ઓર્ગેનેલ્સ છે (આશરે 1 x 2 µm). તેઓ લગભગ તમામ યુકેરીયોટિક કોષોમાં મોટી સંખ્યામાં જોવા મળે છે. સામાન્ય રીતે, કોષમાં લગભગ 2000 મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે, જેનું કુલ વોલ્યુમ કોષના કુલ જથ્થાના 25% જેટલું હોય છે. મિટોકોન્ડ્રિયા બે પટલ દ્વારા મર્યાદિત છે - એક સરળ બાહ્ય અને ફોલ્ડ આંતરિક, જેની સપાટી ખૂબ મોટી છે. આંતરિક પટલના ફોલ્ડ્સ મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં ઊંડે પ્રવેશે છે, જે ટ્રાંસવર્સ સેપ્ટા - ક્રિસ્ટા બનાવે છે. બાહ્ય અને આંતરિક પટલ વચ્ચેની જગ્યાને સામાન્ય રીતે ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયા એ કોષો માટે ઊર્જાનો એકમાત્ર સ્ત્રોત છે. દરેક કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત, મિટોકોન્ડ્રિયા "બેટરી" સાથે તુલનાત્મક છે જે કોષ માટે જરૂરી ઉર્જાનું ઉત્પાદન, સંગ્રહ અને વિતરણ કરે છે.

માનવ કોષોમાં સરેરાશ 1500 મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે. તેઓ ખાસ કરીને સઘન ચયાપચય (ઉદાહરણ તરીકે, સ્નાયુઓ અથવા યકૃતમાં) ધરાવતા કોષોમાં અસંખ્ય હોય છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા મોબાઈલ છે અને કોષની જરૂરિયાતોને આધારે સાયટોપ્લાઝમમાં ફરે છે. તેમના પોતાના ડીએનએની હાજરીને કારણે, તેઓ કોષ વિભાજનને ધ્યાનમાં લીધા વિના ગુણાકાર કરે છે અને સ્વ-વિનાશ કરે છે.

કોષો મિટોકોન્ડ્રિયા વિના કાર્ય કરી શકતા નથી; તેમના વિના જીવન શક્ય નથી.

વિવિધ પ્રકારના કોષો મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યા અને આકાર અને ક્રિસ્ટાની સંખ્યામાં એકબીજાથી અલગ પડે છે. ખાસ કરીને ઘણા ક્રિસ્ટામાં સક્રિય ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓ સાથે પેશીઓમાં મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, હૃદયના સ્નાયુમાં. આકારમાં મિટોકોન્ડ્રિયામાં ભિન્નતા, જે તેમની કાર્યકારી સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે, તે સમાન પ્રકારના પેશીઓમાં પણ જોઈ શકાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયા લવચીક અને લવચીક ઓર્ગેનેલ્સ છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં અભિન્ન પટલ પ્રોટીન હોય છે. બાહ્ય પટલમાં પોરીન્સ હોય છે, જે છિદ્રો બનાવે છે અને પટલને 10 kDa સુધીના પરમાણુ વજનવાળા પદાર્થો માટે અભેદ્ય બનાવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયાની આંતરિક પટલ મોટાભાગના પરમાણુઓ માટે અભેદ્ય છે; અપવાદો O2, CO2, H20 છે. મિટોકોન્ડ્રિયાની આંતરિક પટલ પ્રોટીનની અસામાન્ય રીતે ઊંચી સામગ્રી (75%) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આમાં પરિવહન પ્રોટીન, વાહકો), ઉત્સેચકો, શ્વસન સાંકળના ઘટકો અને ATP સિન્થેઝનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, તેમાં અસામાન્ય ફોસ્ફોલિપિડ કાર્ડિયોલિપિન હોય છે. મેટ્રિક્સ પ્રોટીન, ખાસ કરીને સાઇટ્રેટ ચક્ર ઉત્સેચકોથી પણ સમૃદ્ધ છે. મિટોકોન્ડ્રિયા એ કોષનું "પાવર સ્ટેશન" છે, કારણ કે પોષક તત્ત્વોના ઓક્સિડેટીવ ડિગ્રેડેશનને કારણે, તેઓ કોષને જરૂરી મોટાભાગના ATP (ATP)નું સંશ્લેષણ કરે છે. મિટોકોન્ડ્રીયનમાં બાહ્ય પટલનો સમાવેશ થાય છે, જે તેનું શેલ છે, અને આંતરિક પટલ, ઊર્જા પરિવર્તનનું સ્થળ છે. આંતરિક પટલ અસંખ્ય ફોલ્ડ બનાવે છે જે તીવ્ર ઉર્જા રૂપાંતરણ પ્રવૃત્તિને પ્રોત્સાહન આપે છે.

વિશિષ્ટ ડીએનએ: મિટોકોન્ડ્રિયાની સૌથી નોંધપાત્ર વિશેષતા એ છે કે તેઓનું પોતાનું ડીએનએ છે: મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ. ન્યુક્લિયર ડીએનએથી સ્વતંત્ર, દરેક મિટોકોન્ડ્રીયનનું પોતાનું આનુવંશિક ઉપકરણ હોય છે. તેના નામ પ્રમાણે, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ (એમટીડીએનએ) મિટોકોન્ડ્રીયાની અંદર રહે છે, કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થિત નાની રચનાઓ, પરમાણુ ડીએનએથી વિપરીત, જે રંગસૂત્રોમાં પેક કરવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયસ મિટોકોન્ડ્રિયા મોટાભાગના યુકેરીયોટ્સમાં હાજર હોય છે અને એક જ મૂળ ધરાવે છે, જેમ કે માનવામાં આવે છે, એક પ્રાચીન બેક્ટેરિયમમાંથી, ઉત્ક્રાંતિના પ્રારંભમાં એકવાર કોષ દ્વારા શોષાય છે અને તેના ઘટકમાં ફેરવાય છે, જે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ કાર્યો સાથે "સોંપવામાં" હતા. મિટોકોન્ડ્રિયાને ઘણીવાર કોષોના "ઊર્જા મથકો" કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેમની અંદર એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફોરિક એસિડ (ATP) ઉત્પન્ન થાય છે, જેની રાસાયણિક ઊર્જા કોષ લગભગ દરેક જગ્યાએ ઉપયોગ કરી શકે છે, જેમ વ્યક્તિ બળતણ અથવા વીજળીની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. તેના પોતાના હેતુઓ. અને તે જ રીતે, બળતણ અને વીજળીના ઉત્પાદન માટે નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં માનવ શ્રમ અને મોટી સંખ્યામાં નિષ્ણાતોના સંકલિત કાર્યની જરૂર પડે છે, મિટોકોન્ડ્રિયાની અંદર એટીપી મેળવવા (અથવા "સેલ્યુલર શ્વસન", જેમ કે તેને કહેવામાં આવે છે) એક વિશાળ ઉપયોગ કરે છે. સેલ્યુલર સંસાધનોનો સમૂહ, જેમાં ઓક્સિજન અને કેટલાક કાર્બનિક પદાર્થોના સ્વરૂપમાં "બળતણ" શામેલ છે, અને અલબત્ત સેંકડો પ્રોટીનની આ પ્રક્રિયામાં ભાગીદારીનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી દરેક તેના પોતાના ચોક્કસ કાર્યો કરે છે.

આ પ્રક્રિયાને ફક્ત "જટિલ" કહેવું કદાચ પૂરતું નથી, કારણ કે તે કોષની અન્ય મોટાભાગની મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓ સાથે પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે જોડાયેલી છે, કારણ કે ઉત્ક્રાંતિએ આ મિકેનિઝમના દરેક "કોગ" ને ઘણા વધારાના કાર્યો સાથે સંપન્ન કર્યા છે. મુખ્ય સિદ્ધાંત એ પરિસ્થિતિઓ બનાવવાનું છે જ્યારે, માઇટોકોન્ડ્રીયલ પટલની અંદર, ADP પરમાણુ સાથે વધુ એક ફોસ્ફેટ જોડવાનું શક્ય બને છે, જે સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં "ઊર્જાથી" અવાસ્તવિક છે. તેનાથી વિપરિત, એટીપીનો અનુગામી ઉપયોગ એ ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે આ જોડાણ તોડવાની સંભાવનામાં રહેલો છે જેનો કોષ તેના ઘણા હેતુઓ માટે ઉપયોગ કરી શકે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેનની રચના ખૂબ જ જટિલ છે, તેમાં મોટી સંખ્યામાં વિવિધ પ્રકારના પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે, જે સંકુલમાં જોડાય છે, અથવા, જેમ કે તેઓ કહે છે, "મોલેક્યુલર મશીનો" જે સખત રીતે વ્યાખ્યાયિત કાર્યો કરે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેન (ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક ચક્ર વગેરે) ની અંદર થતી બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ ઇનપુટ પર ગ્લુકોઝ સ્વીકારે છે, આઉટપુટ ઉત્પાદનોમાં તેઓ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને NADH પરમાણુઓ આપે છે, જે હાઇડ્રોજન અણુને વિભાજિત કરવામાં સક્ષમ છે, તેને પટલ પ્રોટીનમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રોટોનને પટલની બહારની બાજુએ સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોનને આખરે આંતરિક બાજુએ ઓક્સિજન પરમાણુ દ્વારા લેવામાં આવે છે. જ્યારે સંભવિત તફાવત ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે પ્રોટોન ખાસ પ્રોટીન સંકુલ દ્વારા કોષની અંદર ખસેડવાનું શરૂ કરે છે, અને જ્યારે ઓક્સિજન પરમાણુઓ (જેને પહેલેથી જ ઇલેક્ટ્રોન પ્રાપ્ત થયું હોય) સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તેઓ પાણી બનાવે છે, અને પ્રોટોનને ખસેડવાની ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે. ATP ફોર્મ. આમ, સમગ્ર પ્રક્રિયાનું ઇનપુટ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ગ્લુકોઝ) અને ઓક્સિજન છે, અને આઉટપુટ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને "સેલ્યુલર ઇંધણ" - એટીપીનો પુરવઠો છે, જે સેલના અન્ય ભાગોમાં પરિવહન કરી શકાય છે.

ઉપર જણાવ્યા મુજબ, મિટોકોન્ડ્રિયાને આ તમામ કાર્યો તેના પૂર્વજ, એક એરોબિક બેક્ટેરિયમ પાસેથી વારસામાં મળ્યા છે. બેક્ટેરિયમ એક સ્વતંત્ર એક-કોષીય સજીવ હોવાથી, તેની અંદર એક ડીએનએ પરમાણુ હોય છે જેમાં તમામ પ્રોટીનની રચના નક્કી કરતી શ્રેણીઓ રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. આપેલ જીવતંત્ર, એટલે કે, પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ રીતે - તેના દ્વારા કરવામાં આવતા તમામ કાર્યો. જ્યારે પ્રોટોમીટોકોન્ડ્રીયલ બેક્ટેરિયમ અને પ્રાચીન યુકેરીયોટિક કોષ (મૂળ દ્વારા એક બેક્ટેરિયમ પણ) મર્જ થાય છે, નવું જીવતંત્રબે અલગ-અલગ ડીએનએ પરમાણુ પ્રાપ્ત થયા - ન્યુક્લિયર અને મિટોકોન્ડ્રીયલ, જે દેખીતી રીતે, શરૂઆતમાં બે સંપૂર્ણપણે સ્વતંત્ર એન્કોડ કરે છે જીવન ચક્ર. જો કે, નવા સિંગલ સેલની અંદર, મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓની આવી વિપુલતા બિનજરૂરી હોવાનું બહાર આવ્યું, કારણ કે તેઓ મોટાભાગે એકબીજાની નકલ કરે છે. બે પ્રણાલીઓના ક્રમશઃ પરસ્પર અનુકૂલનને કારણે મોટાભાગના મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીનને યુકેરીયોટિક સેલના પોતાના પ્રોટીન સાથે બદલવામાં આવ્યા જે સમાન કાર્યો કરવા સક્ષમ હતા. પરિણામે, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ કોડના વિભાગો કે જેઓ અગાઉ અમુક કાર્યો કરતા હતા તે બિન-કોડિંગ બની ગયા હતા અને સમય જતાં ખોવાઈ ગયા હતા, જેના કારણે પરમાણુનું સંકોચન થયું હતું. જીવનના કેટલાક સ્વરૂપો, જેમ કે ફૂગ, માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની ખૂબ લાંબી (અને સંપૂર્ણ રીતે કાર્યરત!) સેર ધરાવે છે તે હકીકતને કારણે, આપણે લાખો વર્ષોમાં, કેવી રીતે, અવલોકન કરીને આ પરમાણુના સરળીકરણના ઇતિહાસને તદ્દન વિશ્વસનીય રીતે નક્કી કરી શકીએ છીએ. ચોક્કસ અથવા તેના અન્ય કાર્યો. સસ્તન પ્રાણીઓ સહિત આધુનિક કોર્ડેટ્સ, mtDNA 15,000 થી 20,000 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ સુધીની લંબાઈ ધરાવે છે, જેમાંથી બાકીના જનીનો એકબીજાની ખૂબ નજીક સ્થિત છે. માત્ર 10 થી વધુ પ્રોટીન અને માત્ર બે પ્રકારના માળખાકીય આરએનએ જ મિટોકોન્ડ્રિયામાં જ એન્કોડેડ છે, સેલ્યુલર શ્વસન (500 થી વધુ પ્રોટીન) માટે જરૂરી બીજું બધું ન્યુક્લિયસ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. એકમાત્ર, કદાચ, સંપૂર્ણપણે સાચવેલ સબસિસ્ટમ ટ્રાન્સફર આરએનએ છે, જેનાં જનીનો હજી પણ માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં છે. ટ્રાન્સફર આરએનએ, જેમાં પ્રત્યેકમાં ત્રણ-ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમનો સમાવેશ થાય છે, પ્રોટીનને સંશ્લેષણ કરવા માટે સેવા આપે છે, એક બાજુ ત્રણ અક્ષરના કોડનને "રીડિંગ" કરે છે જે ભાવિ પ્રોટીનને સ્પષ્ટ કરે છે, અને બીજી બાજુ કડક રીતે વ્યાખ્યાયિત એમિનો એસિડને જોડે છે; ત્રિન્યુક્લિયોટાઇડ સિક્વન્સ અને એમિનો એસિડ વચ્ચેના ખૂબ જ પત્રવ્યવહારને "અનુવાદ કોષ્ટક" અથવા "આનુવંશિક કોડ" કહેવામાં આવે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ટ્રાન્સપોર્ટ આરએનએ માત્ર મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં સામેલ છે અને ન્યુક્લિયસ દ્વારા તેનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી, કારણ કે ઉત્ક્રાંતિના લાખો વર્ષોમાં ન્યુક્લિયર અને મિટોકોન્ડ્રીયલ કોડ વચ્ચે નાના તફાવતો એકઠા થયા છે.

અમે એ પણ ઉલ્લેખ કરીએ છીએ કે માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની ખૂબ જ રચનાને નોંધપાત્ર રીતે સરળ બનાવવામાં આવી છે, કારણ કે ડીએનએના ટ્રાંસ્ક્રિપ્શન (વાંચન) ની પ્રક્રિયાના ઘણા ઘટકો ખોવાઈ ગયા છે, જેના પરિણામે મિટોકોન્ડ્રીયલ કોડની વિશેષ રચનાની જરૂરિયાત અદૃશ્ય થઈ ગઈ છે. પોલિમરેઝ પ્રોટીન કે જે મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએનું ટ્રાન્સક્રિપ્શન (વાંચન) અને પ્રતિકૃતિ (બમણું) કરે છે તે પોતાનામાં નહીં, પણ ન્યુક્લિયસમાં એન્કોડ થયેલ છે.

જીવન સ્વરૂપોની વિવિધતાનું મુખ્ય અને સીધું કારણ ડીએનએ કોડમાં પરિવર્તન છે, એટલે કે, એક ન્યુક્લિયોટાઇડને બીજા દ્વારા બદલવું, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ દાખલ કરવું અને તેને દૂર કરવું. ન્યુક્લિયર ડીએનએ મ્યુટેશનની જેમ, એમટીડીએનએ મ્યુટેશન મુખ્યત્વે પરમાણુના પ્રજનન દરમિયાન થાય છે - પ્રતિકૃતિ. જો કે, મિટોકોન્ડ્રીયલ વિભાજન ચક્રો કોષ વિભાગોથી સ્વતંત્ર છે, અને તેથી એમટીડીએનએમાં પરિવર્તનો કોષ વિભાગોથી સ્વતંત્ર રીતે થઈ શકે છે. ખાસ કરીને, એક જ કોષની અંદર વિવિધ મિટોકોન્ડ્રિયામાં સ્થિત mtDNA વચ્ચે તેમજ એક જ જીવતંત્રના વિવિધ કોષો અને પેશીઓમાંના મિટોકોન્ડ્રિયા વચ્ચે કેટલાક નાના તફાવતો હોઈ શકે છે. આ ઘટનાને હેટરોપ્લાઝમી કહેવામાં આવે છે. પરમાણુ ડીએનએમાં હેટરોપ્લાઝમીનું કોઈ ચોક્કસ એનાલોગ નથી: સજીવ એક કોષમાંથી વિકસિત થાય છે જેમાં એક ન્યુક્લિયસ હોય છે, જ્યાં સમગ્ર જીનોમ એક નકલ દ્વારા રજૂ થાય છે. ભવિષ્યમાં, વ્યક્તિના જીવન દરમિયાન, વિવિધ પેશીઓ કહેવાતા એકઠા કરી શકે છે. સોમેટિક મ્યુટેશન, પરંતુ જીનોમની બધી નકલો આખરે એકમાંથી આવે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ જિનોમ સાથેની પરિસ્થિતિ કંઈક અંશે અલગ છે: એક પરિપક્વ ઇંડામાં હજારો મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે, જે વિભાજન કરતી વખતે, ઝડપથી નાના તફાવતો એકઠા કરી શકે છે, ગર્ભાધાન પછી નવા જીવતંત્ર દ્વારા વિવિધ પ્રકારોનો સંપૂર્ણ સમૂહ વારસામાં મળે છે. આમ, જો વિવિધ પેશીઓના ન્યુક્લિયર ડીએનએ વેરિઅન્ટ્સ વચ્ચેની મેળ ખાતી ન હોય તો માત્ર સોમેટિક (આજીવન) મ્યુટેશનને કારણે થાય છે, તો પછી મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં તફાવત સોમેટિક અને જર્મિનલ (જીવાણુ) બંને પરિવર્તનને કારણે થાય છે.

અન્ય તફાવત એ છે કે માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ પરમાણુ ગોળાકાર છે, જ્યારે અણુ ડીએનએ રંગસૂત્રોમાં ભરેલું છે, જે (કેટલાક અંશે સંમેલન સાથે) ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના રેખીય ક્રમ તરીકે ગણી શકાય છે.

છેલ્લે, માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની છેલ્લી વિશેષતા જેનો આપણે આ પ્રારંભિક વિભાગમાં ઉલ્લેખ કરીશું તે તેની પુનઃસંયોજિત કરવામાં અસમર્થતા છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, એક જ પ્રજાતિના માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએના વિવિધ ઉત્ક્રાંતિ સ્વરૂપો વચ્ચે, હોમોલોગસ (એટલે ​​​​કે, સમાન) પ્રદેશોનું વિનિમય અશક્ય છે, અને તેથી સમગ્ર પરમાણુ સહસ્ત્રાબ્દીમાં ધીમા પરિવર્તન દ્વારા જ બદલાય છે. તમામ કોર્ડેટ્સમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા માત્ર માતા પાસેથી વારસામાં મળે છે, તેથી મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએનું ઉત્ક્રાંતિ વૃક્ષ સીધી સ્ત્રી રેખામાં વંશાવળીને અનુરૂપ છે. જો કે, આ લક્ષણ અનન્ય નથી; વિવિધ ઉત્ક્રાંતિ પરિવારોમાં, ચોક્કસ અણુ રંગસૂત્રો પણ પુનઃસંયોજનને આધીન નથી (કોઈ જોડી નથી) અને તે ફક્ત માતાપિતામાંથી એક પાસેથી વારસામાં મળે છે. તેથી. ઉદાહરણ તરીકે, સસ્તન પ્રાણીઓમાં Y રંગસૂત્ર માત્ર પિતાથી પુત્રમાં જ પસાર થઈ શકે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ માત્ર માતૃત્વ રેખા દ્વારા જ વારસામાં મળે છે અને માત્ર સ્ત્રીઓ દ્વારા જ પેઢી દર પેઢી પ્રસારિત થાય છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ જીનોમના આનુવંશિકતાના આ વિશિષ્ટ સ્વરૂપે વિવિધ માનવ વંશીય જૂથોના કુટુંબ વૃક્ષ બનાવવાનું શક્ય બનાવ્યું, ઇથોપિયામાં આપણા સામાન્ય પૂર્વજોને શોધી કાઢ્યા. 200,000 વર્ષ પહેલાં. અનુકૂલન કરવાની અસાધારણ ક્ષમતાઓ ધરાવતું, ઊર્જાની વધતી જતી જરૂરિયાતો સાથે મિટોકોન્ડ્રિયા પણ કોષ વિભાજનથી સ્વતંત્ર રીતે પુનઃઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએને કારણે આ ઘટના શક્ય છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ ફક્ત સ્ત્રીઓ દ્વારા જ પ્રસારિત થાય છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ મેન્ડેલના કાયદા અનુસાર વારસાગત નથી, પરંતુ સાયટોપ્લાઝમિક વારસાના કાયદા અનુસાર. ગર્ભાધાન દરમિયાન, ઇંડામાં પ્રવેશતા શુક્રાણુ ફ્લેગેલમ ગુમાવે છે, જેમાં તમામ મિટોકોન્ડ્રિયા હોય છે. માત્ર માતાના ઇંડામાં રહેલા મિટોકોન્ડ્રિયા જ ગર્ભમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આમ, કોષો તેમની માતાના મિટોકોન્ડ્રિયામાંથી ઊર્જાનો તેમનો એકમાત્ર સ્ત્રોત વારસામાં મેળવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયા: કોષનું પાવરહાઉસ ઊર્જાનો અનોખો સ્ત્રોત. ઊર્જા કાઢવા, રૂપાંતરિત કરવા અને સંગ્રહિત કરવા માટેનો એક ઉપાય: મિટોકોન્ડ્રિયા. માત્ર મિટોકોન્ડ્રિયા જ કન્વર્ટ કરી શકે છે જુદા જુદા પ્રકારો ATP માં ઊર્જા, કોષ દ્વારા વપરાતી ઊર્જા.
સેલ્યુલર એનર્જી કન્વર્ઝન પ્રોસેસ મિટોકોન્ડ્રિયા સંભવિત ઉર્જાને કોષ દ્વારા વાપરી શકાય તેવી ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે આપણે શ્વાસમાં લેતા 80% ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરે છે. ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયામાં, મોટી માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત થાય છે, જે એટીપી પરમાણુઓના સ્વરૂપમાં મિટોકોન્ડ્રિયા દ્વારા સંગ્રહિત થાય છે.

દરરોજ 40 કિલો રૂપાંતરિત થાય છે. ATP. કોષમાં રહેલી ઉર્જા લઈ શકે છે વિવિધ સ્વરૂપો. સેલ્યુલર મિકેનિઝમના સંચાલનનો સિદ્ધાંત એ સંભવિત ઊર્જાનું ઊર્જામાં રૂપાંતર છે જેનો કોષ દ્વારા સીધો ઉપયોગ કરી શકાય છે. સંભવિત પ્રકારની ઊર્જા કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી અને પ્રોટીનના સ્વરૂપમાં પોષણ દ્વારા કોષમાં પ્રવેશે છે, સેલ્યુલર ઊર્જા નામના પરમાણુનો સમાવેશ કરે છે. ATP: એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ. તે મિટોકોન્ડ્રિયાની અંદર કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી અને પ્રોટીનના રૂપાંતરણના પરિણામે સંશ્લેષણ થાય છે. 40 કિલો ATP ની સમકક્ષ પુખ્ત વ્યક્તિના શરીરમાં દરરોજ સંશ્લેષણ અને વિઘટન થાય છે. નીચેની ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ મિટોકોન્ડ્રિયામાં સ્થાનિક છે: રૂપાંતરણ પાયરુવેટ થી એસિટિલ-કોએ, પાયરુવેટ ડીહાઈડ્રોજેનેઝ કોમ્પ્લેક્સ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત: સાઇટ્રેટ ચક્ર; ATP ના સંશ્લેષણ સાથે સંકળાયેલ શ્વસન સાંકળ (આ પ્રક્રિયાઓના સંયોજનને "ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન" કહેવામાં આવે છે); ફેટી એસિડનું વિભાજન;-ઓક્સિડેશન અને અંશતઃ યુરિયા ચક્ર દ્વારા. મિટોકોન્ડ્રિયા સેલને મધ્યવર્તી ચયાપચયના ઉત્પાદનો સાથે પણ સપ્લાય કરે છે અને કેલ્શિયમ આયનોના ડિપોટ તરીકે ER સાથે કાર્ય કરે છે, જે આયન પંપનો ઉપયોગ કરીને, સતત નીચા સ્તરે (1 µmol/l નીચે) સાયટોપ્લાઝમમાં Ca2+ સાંદ્રતા જાળવી રાખે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાનું મુખ્ય કાર્ય સાયટોપ્લાઝમમાંથી ઊર્જા-સમૃદ્ધ સબસ્ટ્રેટ્સ (ફેટી એસિડ્સ, પાયરુવેટ, એમિનો એસિડનું કાર્બન હાડપિંજર) અને CO2 અને H2O ની રચના સાથે તેમના ઓક્સિડેટીવ ક્લીવેજને ATP ના સંશ્લેષણ સાથે મેળવવું છે. ની પ્રતિક્રિયાઓ. સાઇટ્રેટ ચક્ર કાર્બન-સમાવતી સંયોજનો (CO2) ના સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન તરફ દોરી જાય છે અને સમકક્ષ ઘટાડાની રચના કરે છે, મુખ્યત્વે ઘટાડેલા સહઉત્સેચકોના સ્વરૂપમાં. આમાંની મોટાભાગની પ્રક્રિયાઓ મેટ્રિક્સમાં થાય છે. શ્વસન સાંકળ ઉત્સેચકો કે જે ઘટાડેલા સહઉત્સેચકોને ફરીથી ઓક્સિડાઇઝ કરે છે તે આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં સ્થાનીકૃત છે. NADH અને એન્ઝાઇમ-બાઉન્ડ FADH2 નો ઉપયોગ ઓક્સિજન ઘટાડવા અને પાણીની રચના માટે ઇલેક્ટ્રોન દાતા તરીકે થાય છે. આ અત્યંત એક્સર્ગોનિક પ્રતિક્રિયા મલ્ટિ-સ્ટેજ છે અને તેમાં મેટ્રિક્સથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાં આંતરિક પટલમાં પ્રોટોન (H+) નું ટ્રાન્સફર સામેલ છે. પરિણામે, આંતરિક પટલ પર ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ બનાવવામાં આવે છે. મિટોકોન્ડ્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળનો ઉપયોગ ATP (ADP) અને ATP સિન્થેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ (Pi) માંથી ATP સંશ્લેષણ કરવા માટે થાય છે. વિદ્યુતરાસાયણિક ઢાળ પણ સંખ્યાબંધ પરિવહન પ્રણાલી પાછળ ચાલક બળ છે.
215).http://www.chem.msu.su/rus/teaching/kolman/212.htm

મિટોકોન્ડ્રિયામાં તેના પોતાના ડીએનએની હાજરી વૃદ્ધત્વની સમસ્યામાં સંશોધનમાં નવા માર્ગો ખોલે છે, જે સંભવતઃ મિટોકોન્ડ્રિયાના પ્રતિકાર સાથે સંબંધિત છે. વધુમાં, જાણીતા ડીજનરેટિવ રોગો (અલ્ઝાઇમર, પાર્કિન્સન ...) માં મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએનું પરિવર્તન સૂચવે છે કે તેઓ આ પ્રક્રિયાઓમાં વિશેષ ભૂમિકા ભજવી શકે છે. ઉર્જા ઉત્પાદનને ધ્યાનમાં રાખીને મિટોકોન્ડ્રિયાના સતત ક્રમિક વિભાજનને કારણે, તેમના ડીએનએ "ખરી જાય છે. " સારી આકારમાં મિટોકોન્ડ્રિયાનો પુરવઠો ઓછો થઈ ગયો છે, જે સેલ્યુલર ઉર્જાના એકમાત્ર સ્ત્રોતને ઘટાડે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ ન્યુક્લિયર ડીએનએ કરતાં મુક્ત રેડિકલ માટે 10 ગણું વધુ સંવેદનશીલ છે. મુક્ત રેડિકલના કારણે થતા પરિવર્તનો મિટોકોન્ડ્રીયલ ડિસફંક્શન તરફ દોરી જાય છે. પરંતુ મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની સેલ્યુલર સ્વ-હીલિંગ સિસ્ટમની તુલનામાં ખૂબ જ નબળી છે. જ્યારે મિટોકોન્ડ્રિયાને નુકસાન નોંધપાત્ર હોય છે, ત્યારે તેઓ સ્વ-વિનાશ કરે છે. આ પ્રક્રિયાને "ઓટોફેજી" કહેવામાં આવે છે.

2000 માં, તે સાબિત થયું હતું કે મિટોકોન્ડ્રિયા ફોટો એજિંગની પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે. સૂર્યપ્રકાશના નિયમિત સંપર્કમાં આવતી ત્વચાના વિસ્તારોમાં, ડીએનએ પરિવર્તનનું સ્તર સંરક્ષિત વિસ્તારો કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. બાયોપ્સીના પરિણામોની સરખામણી (વિશ્લેષણ માટે ત્વચાના નમૂના લેવા) અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો, અને સંરક્ષિત વિસ્તાર દર્શાવે છે કે મિટોકોન્ડ્રિયામાં યુવી-પ્રેરિત પરિવર્તનો ક્રોનિક ઓક્સિડેટીવ તણાવનું કારણ બને છે. કોષો અને મિટોકોન્ડ્રિયા કાયમ જોડાયેલા છે: કોષની પ્રવૃત્તિ માટે મિટોકોન્ડ્રિયા દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ઊર્જા જરૂરી છે. વધુ સારી સેલ્યુલર પ્રવૃત્તિ માટે અને ત્વચાની ગુણવત્તા સુધારવા માટે, ખાસ કરીને ચહેરાની ત્વચા, જે ઘણી વાર યુવી કિરણોના સંપર્કમાં રહે છે, તે માટે મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રવૃત્તિ જાળવવી જરૂરી છે.

નિષ્કર્ષ:

ક્ષતિગ્રસ્ત મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ થોડા મહિનામાં 30 થી વધુ સમાન મિટોકોન્ડ્રિયા પેદા કરે છે, એટલે કે. સમાન નુકસાન સાથે.

નબળા મિટોકોન્ડ્રિયા "યજમાન કોષો" માં ઉર્જા ભૂખમરોની સ્થિતિનું કારણ બને છે, પરિણામે - સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમનું ઉલ્લંઘન.

મેટાકોન્ડ્રિયમના કાર્યોને પુનઃસ્થાપિત કરવું અને વૃદ્ધત્વ તરફ દોરી જતી પ્રક્રિયાઓને મર્યાદિત કરવી સહઉત્સેચક Q10 ના ઉપયોગથી શક્ય છે. હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રયોગોના પરિણામે, CoQ10 સપ્લિમેન્ટ્સની રજૂઆતના પરિણામે વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયામાં મંદી અને કેટલાક બહુકોષીય સજીવોમાં આયુષ્યમાં વધારો જોવા મળ્યો.

Q10 (CoQ10) એ "સ્પાર્ક પ્લગ" છે માનવ શરીર: જેમ કાર સ્ટાર્ટિંગ સ્પાર્ક વિના ચાલી શકતી નથી, તેમ માનવ શરીર CoQ10 વિના ચાલી શકતું નથી. તે મિટોકોન્ડ્રિયાનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, જે કોષોને વિભાજીત કરવા, ખસેડવા, સંકુચિત કરવા અને અન્ય તમામ કાર્યો કરવા માટે જરૂરી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. CoQ10 એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ATP) ના ઉત્પાદનમાં પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે - ઊર્જા જે શરીરમાં તમામ પ્રક્રિયાઓને ચલાવે છે. વધુમાં, CoQ10 એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ એન્ટીઑકિસડન્ટ છે જે કોષોને નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે.

જો કે આપણું શરીર CoQ10 ઉત્પન્ન કરી શકે છે, તે હંમેશા પૂરતું ઉત્પાદન કરતું નથી. મગજ અને હૃદય શરીરમાં સૌથી વધુ સક્રિય પેશીઓમાંના હોવાથી, CoQ10 ની ઉણપ તેમને સૌથી વધુ નકારાત્મક અસર કરે છે અને આ અંગો સાથે ગંભીર સમસ્યાઓ તરફ દોરી શકે છે. CoQ10 ની ઉણપ વિવિધ કારણોને કારણે થઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, નબળા પોષણ, આનુવંશિક અથવા હસ્તગત ખામીઓ અને પેશીઓની માંગમાં વધારો. હાઈ કોલેસ્ટ્રોલ લેવલ અને હાઈ બ્લડ પ્રેશર સહિત કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર રોગોમાં પણ પેશીઓમાં CoQ10 ના સ્તરમાં વધારો જરૂરી છે. ઉપરાંત, જેમ જેમ CoQ10નું સ્તર વય સાથે ઘટતું જાય છે, 50 વર્ષથી વધુ ઉંમરના લોકોને વધુ પદાર્થની જરૂર પડી શકે છે. ઘણા અભ્યાસો દર્શાવે છે કે કેટલાક દવાઓ(મુખ્યત્વે હાયપોલિપિડેમિક દવાઓ, જેમ કે સ્ટેટિન્સ) CoQ10 સ્તર ઘટાડે છે.

માઇટોકોન્ડ્રીયલ કાર્ય અને કોષ સંરક્ષણમાં CoQ10 ની મુખ્ય ભૂમિકાને જોતાં, આ સહઉત્સેચક આરોગ્યની ચિંતાઓની શ્રેણી માટે ફાયદાકારક હોઈ શકે છે. CoQ10 રોગની આટલી વિશાળ શ્રેણીની હાજરીમાં ફાયદાકારક બની શકે છે કે પોષક તત્વ તરીકે તેના મહત્વ વિશે કોઈ શંકા નથી. CoQ10 એ માત્ર સામાન્ય એન્ટીઑકિસડન્ટ નથી, પરંતુ તે નીચેના રોગોમાં પણ મદદ કરી શકે છે:

કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર રોગો: હાઈ બ્લડ પ્રેશર, હૃદયની નિષ્ફળતા, કાર્ડિયોમાયોપથી, દરમિયાન રક્ષણ સર્જિકલ ઓપરેશન્સહૃદય પર, ઉચ્ચ કોલેસ્ટ્રોલ, જેની સારવાર દવાઓ, ખાસ કરીને સ્ટેટિન્સ દ્વારા કરવામાં આવે છે
કેન્સર (વધારવું રોગપ્રતિકારક કાર્યઅને/અથવા કીમોથેરાપીની આડ અસરો માટે વળતર)
ડાયાબિટીસ
પુરૂષ વંધ્યત્વ
અલ્ઝાઈમર રોગ (નિવારણ)
પાર્કિન્સન રોગ (નિવારણ અને સારવાર)
પિરિઓડોન્ટલ રોગ
મેક્યુલર ડિજનરેશન

પ્રાણીઓ અને માનવીય અભ્યાસોએ ઉપરોક્ત તમામ રોગો, ખાસ કરીને કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલરમાં CoQ10 ની ઉપયોગિતાની પુષ્ટિ કરી છે. હકીકતમાં, અભ્યાસો દર્શાવે છે કે કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર સિસ્ટમના વિવિધ રોગો ધરાવતા 50-75 ટકા લોકો હૃદયની પેશીઓમાં CoQ10 ની ઉણપથી પીડાય છે. આ ખામીને સુધારવાથી ઘણીવાર અમુક પ્રકારના હૃદય રોગવાળા દર્દીઓમાં નાટકીય પરિણામો આવી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઈ બ્લડ પ્રેશર ધરાવતા 39 ટકા દર્દીઓમાં CoQ10 ની ઉણપ જોવા મળી છે. એકલા આ શોધ CoQ10 પૂરકની જરૂરિયાતને યોગ્ય ઠેરવે છે. જો કે, CoQ10 ના લાભો કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર અપૂર્ણતાને દૂર કરવા સુધી મર્યાદિત હોય તેવું લાગતું નથી.

ફાર્માકોલોજી એન્ડ થેરાપ્યુટિક્સ જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલ 2009નો અભ્યાસ સૂચવે છે કે બ્લડ પ્રેશર પર CoQ10 ની અસરો સારવારના 4-12 અઠવાડિયા પછી જ નોંધનીય બને છે અને સિસ્ટોલિક અને ડાયસ્ટોલિકમાં સામાન્ય ઘટાડો થાય છે. લોહિનુ દબાણસાથેના દર્દીઓમાં ઉચ્ચ દબાણતદ્દન સાધારણ છે - 10 ટકાની અંદર.

ક્રેસ્ટર, લિપિટર અને ઝોકોર જેવી સ્ટેટીન દવાઓ કોલેસ્ટ્રોલ બનાવવા માટે યકૃતને જરૂરી એન્ઝાઇમને અટકાવીને કામ કરે છે. કમનસીબે, તેઓ CoQ10 સહિત શરીરને કાર્ય કરવા માટે જરૂરી અન્ય પદાર્થોના ઉત્પાદનને પણ અવરોધે છે. આ આ દવાઓની સૌથી સામાન્ય આડઅસરો, ખાસ કરીને થાક અને સ્નાયુઓમાં દુખાવો સમજાવી શકે છે. 2005માં ઇન્ટરનેશનલ જર્નલ ઑફ કાર્ડિયોલોજીમાં પ્રકાશિત થયેલા એક મોટા ENDOTACT અભ્યાસે દર્શાવ્યું હતું કે સ્ટેટિન થેરાપીથી પ્લાઝ્મા CoQ10 સ્તરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે, પરંતુ આ ઘટાડો 150 mg CoQ10 સપ્લિમેન્ટ વડે અટકાવી શકાય છે. વધુમાં, CoQ10 પૂરક અસ્તરના કાર્યને નોંધપાત્ર રીતે સુધારે છે. રક્તવાહિનીઓ, જે એથરોસ્ક્લેરોસિસની સારવાર અને નિવારણના મુખ્ય લક્ષ્યોમાંનું એક છે.

પાર્કિન્સન રોગ ધરાવતા કેટલાક દર્દીઓ માટે CoQ10 પૂરક ડબલ-બ્લાઈન્ડ અભ્યાસોમાં અત્યંત ફાયદાકારક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આ અભ્યાસોમાંના તમામ દર્દીઓમાં પાર્કિન્સન રોગના ત્રણ મુખ્ય લક્ષણો હતા-ધ્રુજારી, કઠોરતા અને હલનચલનની ધીમીતા-અને છેલ્લા પાંચ વર્ષમાં આ રોગ હોવાનું નિદાન થયું હતું.

2005માં, આર્કાઈવ્સ ઓફ ન્યુરોલોજીમાં પ્રકાશિત થયેલા અભ્યાસમાં પણ CoQ10 લેતા પાર્કિન્સન્સના દર્દીઓમાં કાર્યક્ષમતામાં ધીમો ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો. પ્રારંભિક સ્ક્રીનીંગ અને બેઝલાઇન રક્ત પરીક્ષણો પછી, દર્દીઓને રેન્ડમલી ચાર જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવ્યા હતા. ત્રણ જૂથોને 16 મહિના માટે CoQ10 (300mg, 600mg અને 1200mg પ્રતિ દિવસ)ના અલગ-અલગ ડોઝ મળ્યા, જ્યારે ચોથા જૂથને પ્લાસિબો મળ્યો. જે જૂથે 1200 મિલિગ્રામની માત્રા લીધી હતી તેણે માનસિક અને મોટર કાર્યમાં ઓછો બગાડ દર્શાવ્યો હતો અને પોતાની જાતને ખવડાવવા અથવા ડ્રેસિંગ જેવી દૈનિક પ્રવૃત્તિઓ હાથ ધરવાની ક્ષમતા દર્શાવી હતી. રોજિંદા જીવનમાં સૌથી વધુ અસર જોવા મળી હતી. દરરોજ 300 મિલિગ્રામ અને 600 મિલિગ્રામ મેળવનારા જૂથોએ પ્લેસિબો જૂથ કરતાં ઓછી અપંગતા વિકસાવી હતી, પરંતુ આ જૂથોના સભ્યો માટેના પરિણામો ડ્રગનો સૌથી વધુ ડોઝ મેળવનારાઓ કરતાં ઓછા નાટ્યાત્મક હતા. આ પરિણામો દર્શાવે છે કે પાર્કિન્સન રોગમાં CoQ10 ની ફાયદાકારક અસરો દવાના સૌથી વધુ ડોઝ પર મેળવી શકાય છે. કોઈપણ દર્દીએ કોઈ નોંધપાત્ર આડઅસરોનો અનુભવ કર્યો નથી.

Coenzyme Q10 ખૂબ સલામત છે. ક્યારેય ગંભીર જાણ કરી નથી આડઅસરોલાંબા સમય સુધી ઉપયોગ સાથે પણ. સગર્ભાવસ્થા અને સ્તનપાન દરમિયાન સલામતી દર્શાવવામાં આવી ન હોવાથી, આ સમયગાળા દરમિયાન CoQ10 નો ઉપયોગ થવો જોઈએ નહીં સિવાય કે ચિકિત્સક નક્કી કરે કે ક્લિનિકલ લાભ જોખમો કરતાં વધારે છે. હું સામાન્ય રીતે દરરોજ 100 થી 200 મિલિગ્રામ CoQ10 લેવાની ભલામણ કરું છું. શ્રેષ્ઠ શોષણ માટે, સોફ્ટ જેલ્સ ભોજન સાથે લેવા જોઈએ. વધુ સાથે ઉચ્ચ સ્તરોડોઝ વિભાજિત ડોઝમાં દવા લેવાનું વધુ સારું છે, અને એક ડોઝમાં નહીં (200 મિલિગ્રામ દિવસમાં ત્રણ વખત એક જ સમયે તમામ 600 મિલિગ્રામ કરતાં વધુ સારું છે).

મિટોકોન્ડ્રિયા.

મિટોકોન્ડ્રિયા- લગભગ 0.5 માઇક્રોનની જાડાઈ સાથે બે પટલનો બનેલો ઓર્ગેનેલ.

સેલનું એનર્જી સ્ટેશન; મુખ્ય કાર્ય એ કાર્બનિક સંયોજનોનું ઓક્સિડેશન છે અને એટીપી પરમાણુઓ (તમામ બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ માટે ઉર્જાનો સાર્વત્રિક સ્ત્રોત) ના સંશ્લેષણમાં તેમના સડો દરમિયાન પ્રકાશિત ઊર્જાનો ઉપયોગ છે.

તેમની રચનામાં, તે નળાકાર ઓર્ગેનેલ્સ છે જે યુકેરીયોટિક કોષમાં કેટલાક સોથી 1-2 હજારની માત્રામાં જોવા મળે છે અને તેના આંતરિક જથ્થાના 10-20% પર કબજો કરે છે. મિટોકોન્ડ્રિયાનું કદ (1 થી 70 μm સુધી) અને આકાર પણ મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે. તે જ સમયે, કોષના આ ભાગોની પહોળાઈ પ્રમાણમાં સ્થિર છે (0.5–1 µm). આકાર બદલવા માટે સક્ષમ. દરેક ચોક્કસ ક્ષણે કોષના કયા ભાગોમાં ઉર્જાના વપરાશમાં વધારો થાય છે તેના આધારે, મિટોકોન્ડ્રિયા ચળવળ માટે યુકેરીયોટિક કોષના કોષની ફ્રેમની રચનાનો ઉપયોગ કરીને સાયટોપ્લાઝમમાંથી સૌથી વધુ ઉર્જા વપરાશના ઝોનમાં ખસેડવામાં સક્ષમ છે.

બ્યુટી મિટોકોન્ડ્રિયા 3D વ્યુમાં)

ઘણા વિષમ નાના મિટોકોન્ડ્રિયાનો વિકલ્પ, જે એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે કાર્ય કરે છે અને એટીપી સાથે સાયટોપ્લાઝમના નાના વિસ્તારોને સપ્લાય કરે છે, તે લાંબા અને ડાળીઓવાળું મિટોકોન્ડ્રિયાનું અસ્તિત્વ છે, જેમાંથી દરેક કોષના દૂરના ભાગો માટે ઊર્જા પૂરી પાડી શકે છે. આવી વિસ્તૃત પ્રણાલીનો એક પ્રકાર ઘણા મિટોકોન્ડ્રિયા (કોન્ડ્રિયા અથવા મિટોકોન્ડ્રિયા) નું ઓર્ડર્ડ અવકાશી જોડાણ પણ હોઈ શકે છે, જે તેમના સહકારી કાર્યને સુનિશ્ચિત કરે છે.

આ પ્રકારનું કોન્ડ્રિઓમ ખાસ કરીને સ્નાયુઓમાં જટિલ છે, જ્યાં વિશાળ શાખાવાળા મિટોકોન્ડ્રિયાના જૂથો ઇન્ટરમિટોકોન્ડ્રીયલ કોન્ટેક્ટ્સ (MMK) નો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. બાદમાં એકબીજાને ચુસ્તપણે અડીને આવેલા બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ દ્વારા રચાય છે, જેના પરિણામે આ ઝોનમાં આંતરપટલની જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા (ઘણા નકારાત્મક ચાર્જ કણો) વધે છે. MMCs ખાસ કરીને કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોશિકાઓમાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે, જ્યાં તેઓ બહુવિધ વ્યક્તિગત મિટોકોન્ડ્રિયાને સંકલિત કાર્યકારી સહકારી સિસ્ટમમાં જોડે છે.

માળખું.

બાહ્ય પટલ.

બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેન લગભગ 7 એનએમ જાડા હોય છે, તે આક્રમણ અથવા ફોલ્ડ્સ બનાવતી નથી અને તે પોતાના પર બંધ હોય છે. બાહ્ય પટલ સેલ ઓર્ગેનેલ્સના તમામ પટલના સપાટી વિસ્તારના લગભગ 7% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. મુખ્ય કાર્ય મિટોકોન્ડ્રિયાને સાયટોપ્લાઝમથી અલગ કરવાનું છે. મિટોકોન્ડ્રિયાના બાહ્ય પટલમાં ડબલ ફેટી સ્તર (કોષ પટલની જેમ) અને તેમાં પ્રવેશતા પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે. વજન દ્વારા સમાન પ્રમાણમાં પ્રોટીન અને ચરબી.
વિશેષ ભૂમિકા ભજવે છે પોરીન - ચેનલ-રચના પ્રોટીન.
તે 2-3 એનએમના વ્યાસ સાથે બાહ્ય પટલમાં છિદ્રો બનાવે છે, જેના દ્વારા નાના અણુઓ અને આયનો પ્રવેશ કરી શકે છે. મોટા પરમાણુઓ માત્ર માઇટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેન ટ્રાન્સપોર્ટ પ્રોટીનમાં સક્રિય પરિવહન દ્વારા બાહ્ય પટલને પાર કરી શકે છે. બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમ મેમ્બ્રેન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે; તે લિપિડ્સ અને કેલ્શિયમ આયનોના પરિવહનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

આંતરિક પટલ.

આંતરિક પટલ અસંખ્ય રિજ જેવા ફોલ્ડ બનાવે છે - ક્રિસ્ટા
તેના સપાટીના વિસ્તારને નોંધપાત્ર રીતે વધારવો અને, ઉદાહરણ તરીકે, યકૃતના કોષોમાં તમામ કોષ પટલનો ત્રીજા ભાગનો ભાગ બને છે. લક્ષણમિટોકોન્ડ્રિયાના આંતરિક પટલની રચના એ તેમાં હાજરી છે કાર્ડિયોલોપિન - એક ખાસ જટિલ ચરબી જેમાં એકસાથે ચાર ફેટી એસિડ હોય છે અને તે પટલને પ્રોટોન (સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણો) માટે સંપૂર્ણપણે અભેદ્ય બનાવે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાના આંતરિક પટલનું બીજું લક્ષણ ખૂબ જ છે ઉચ્ચ સામગ્રીપ્રોટીન (વજન દ્વારા 70% સુધી), પરિવહન પ્રોટીન, શ્વસન સાંકળના ઉત્સેચકો, તેમજ એટીએફ ઉત્પન્ન કરતા મોટા એન્ઝાઇમ સંકુલ દ્વારા રજૂ થાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયાની આંતરિક પટલ, બાહ્ય એકથી વિપરીત, નાના અણુઓ અને આયનોના પરિવહન માટે વિશિષ્ટ છિદ્રો ધરાવતા નથી; તેના પર, મેટ્રિક્સની સામેની બાજુએ, ખાસ એટીપી-ઉત્પાદક એન્ઝાઇમ પરમાણુઓ છે, જેમાં માથું, એક પગ અને આધાર હોય છે. જ્યારે પ્રોટોન તેમનામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે એટીએફ બનાવવામાં આવે છે.
કણોના પાયા પર, પટલની સમગ્ર જાડાઈને ભરીને, શ્વસન સાંકળના ઘટકો છે. કેટલાક સ્થળોએ બાહ્ય અને આંતરિક પટલ સ્પર્શે છે, ત્યાં એક વિશિષ્ટ રીસેપ્ટર પ્રોટીન છે જે ન્યુક્લિયસમાં એન્કોડ કરાયેલા મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીનને મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં પરિવહનને પ્રોત્સાહન આપે છે.

મેટ્રિક્સ.

મેટ્રિક્સ- આંતરિક પટલ દ્વારા મર્યાદિત જગ્યા. મિટોકોન્ડ્રિયાના મેટ્રિક્સ (ગુલાબી પદાર્થ) માં ફેટી એસિડ પાયરુવેટના ઓક્સિડેશન માટે એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સ તેમજ ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ્સ (કોષ શ્વસન ચક્ર) જેવા ઉત્સેચકો છે. વધુમાં, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ, આરએનએ અને મિટોકોન્ડ્રીયનનું પોતાનું પ્રોટીન-સંશ્લેષણ ઉપકરણ પણ અહીં સ્થિત છે.

પાયરુવેટ્સ (પાયરુવિક એસિડના ક્ષાર)- બાયોકેમિસ્ટ્રીમાં મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક સંયોજનો. તે તેના ભંગાણની પ્રક્રિયામાં ગ્લુકોઝ ચયાપચયનું અંતિમ ઉત્પાદન છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ.

ન્યુક્લિયર ડીએનએથી થોડા તફાવતો:

મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ ગોળાકાર છે, પરમાણુ ડીએનએથી વિપરીત, જે રંગસૂત્રોમાં ભરેલું છે.

- એક જ પ્રજાતિના માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએના વિવિધ ઉત્ક્રાંતિ સ્વરૂપો વચ્ચે, સમાન પ્રદેશોનું વિનિમય અશક્ય છે.

અને તેથી સમગ્ર પરમાણુ સહસ્ત્રાબ્દીમાં ધીમે ધીમે પરિવર્તન કરીને જ બદલાય છે.

- મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં કોડ મ્યુટેશન ન્યુક્લિયર ડીએનએથી સ્વતંત્ર રીતે થઈ શકે છે.

ડીએનએ ન્યુક્લિયર કોડનું પરિવર્તન મુખ્યત્વે કોષ વિભાજન દરમિયાન થાય છે, પરંતુ મિટોકોન્ડ્રિયા કોષથી સ્વતંત્ર રીતે વિભાજિત થાય છે અને ન્યુક્લિયર ડીએનએથી અલગ રીતે કોડ મ્યુટેશન મેળવી શકે છે.

- મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએનું માળખું સરળ છે, કારણ કે ડીએનએ વાંચવાની ઘણી ઘટક પ્રક્રિયાઓ ખોવાઈ ગઈ છે.

- પરિવહન આરએનએ સમાન માળખું ધરાવે છે. પરંતુ મિટોકોન્ડ્રીયલ આરએનએ માત્ર મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીનના સંશ્લેષણમાં સામેલ છે.

તેના પોતાના આનુવંશિક ઉપકરણ ધરાવતા, મિટોકોન્ડ્રીયન પાસે તેની પોતાની પ્રોટીન-સંશ્લેષણ પ્રણાલી પણ છે, જેનું લક્ષણ પ્રાણીઓ અને ફૂગના કોષોમાં ખૂબ જ નાના રાઈબોઝોમ્સ છે.

કાર્યો.

ઉર્જા જનરેશન.

મિટોકોન્ડ્રિયાનું મુખ્ય કાર્ય એટીપીનું સંશ્લેષણ છે - કોઈપણ જીવંત કોષમાં રાસાયણિક ઊર્જાનું સાર્વત્રિક સ્વરૂપ.

આ પરમાણુ બે રીતે રચી શકાય છે:

- પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા જેમાં આથોના ચોક્કસ ઓક્સિડેટીવ તબક્કામાં મુક્ત થતી ઊર્જા એટીપીના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે.

- સેલ્યુલર શ્વસન પ્રક્રિયામાં કાર્બનિક પદાર્થોના ઓક્સિડેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાને આભારી છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા આ બંને માર્ગોને અમલમાં મૂકે છે, જેમાંથી પ્રથમ પ્રારંભિક ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓની લાક્ષણિકતા છે અને તે મેટ્રિક્સમાં થાય છે, જ્યારે બીજો ઉર્જા ઉત્પાદનની પ્રક્રિયાઓને પૂર્ણ કરે છે અને તે મિટોકોન્ડ્રીયલ ક્રિસ્ટા સાથે સંકળાયેલ છે.
તે જ સમયે, યુકેરીયોટિક કોષના ઉર્જા-રચના ઓર્ગેનેલ્સ તરીકે મિટોકોન્ડ્રિયાની મૌલિકતા એટીપી ઉત્પન્ન કરવાની બીજી રીતને ચોક્કસપણે નક્કી કરે છે, જેને "કેમિયોસ્મોટિક જોડાણ" કહેવાય છે.
સામાન્ય રીતે, મિટોકોન્ડ્રિયામાં ઉર્જા ઉત્પાદનની સમગ્ર પ્રક્રિયાને ચાર મુખ્ય તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાંથી પ્રથમ બે મેટ્રિક્સમાં થાય છે, અને છેલ્લી બે - મિટોકોન્ડ્રીયલ ક્રિસ્ટા પર:

1) પાયરુવેટ (ગ્લુકોઝના ભંગાણનું અંતિમ ઉત્પાદન) અને ફેટી એસિડનું સાયટોપ્લાઝમમાંથી મિટોકોન્ડ્રિયામાં એસિટિલ-કોઆમાં રૂપાંતર;

એસિટિલ કોઆ- ચયાપચયમાં એક મહત્વપૂર્ણ સંયોજન, જેનો ઉપયોગ ઘણી બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે. તેનું મુખ્ય કાર્ય એસીટીલ જૂથ (ch3 co) સાથે કાર્બન અણુઓ (c) ને સેલ્યુલર શ્વસન ચક્રમાં પહોંચાડવાનું છે જેથી તેઓ ઉર્જા પ્રકાશન સાથે ઓક્સિડાઇઝ થાય.

કોષીય શ્વસન - જીવંત જીવોના કોષોમાં થતી બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનો સમૂહ, જે દરમિયાન કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી અને એમિનો એસિડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે.

2) સેલ્યુલર શ્વસનના ચક્રમાં એસિટિલ-કોઆનું ઓક્સિડેશન, જે nadn ની રચના તરફ દોરી જાય છે;

એનએડીએચ– કોએનઝાઇમ, ઇલેક્ટ્રોન અને હાઇડ્રોજનના વાહકનું કાર્ય કરે છે, જે તે ઓક્સિડાઇઝ્ડ પદાર્થોમાંથી મેળવે છે.

3) શ્વસન સાંકળ સાથે nadn થી ઓક્સિજન સુધી ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાનાંતરણ;

4) પટલ એટીપી-બનાવનાર સંકુલની પ્રવૃત્તિના પરિણામે એટીપીની રચના.

એટીપી સિન્થેઝ.

એટીપી સિન્થેટેઝ– ATP અણુઓના ઉત્પાદન માટે સ્ટેશન.

માળખાકીય અને કાર્યાત્મક દ્રષ્ટિએ, ATP સિન્થેટેઝમાં બે મોટા ટુકડાઓનો સમાવેશ થાય છે, જે પ્રતીકો F1 અને F0 દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. તેમાંથી પ્રથમ (સંયોજન પરિબળ F1) મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સ તરફ નિર્દેશિત છે અને 8 nm ઊંચા અને 10 nm પહોળા ગોળાકાર રચનાના સ્વરૂપમાં પટલમાંથી નોંધપાત્ર રીતે બહાર નીકળે છે. તે પાંચ પ્રકારના પ્રોટીન દ્વારા રજૂ કરાયેલા નવ સબ્યુનિટ્સ ધરાવે છે. ત્રણ α સબ્યુનિટ્સ અને સમાન સંખ્યામાં β સબયુનિટ્સની પોલિપેપ્ટાઈડ સાંકળો સમાન રચનામાં પ્રોટીન ગ્લોબ્યુલ્સમાં પેક કરવામાં આવે છે, જે એકસાથે હેક્સામર (αβ)3 બનાવે છે, જે સહેજ ચપટા બોલ જેવો દેખાય છે.

સબ્યુનિટકોઈપણ કણનું માળખાકીય અને કાર્યાત્મક ઘટક છે
પોલીપેપ્ટાઈડ્સ- કાર્બનિક સંયોજનો જેમાં 6 થી 80-90 એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે.
ગ્લોબ્યુલમેક્રોમોલેક્યુલ્સની સ્થિતિ છે જેમાં એકમોનું સ્પંદન નાનું હોય છે.
હેક્ઝામર- 6 સબયુનિટ્સ ધરાવતું સંયોજન.

ગીચતાથી ભરેલા નારંગી સ્લાઇસેસની જેમ, ક્રમિક α અને β સબયુનિટ્સ 120° ના પરિભ્રમણ કોણની આસપાસ સમપ્રમાણતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ માળખું બનાવે છે. આ હેક્સામરના કેન્દ્રમાં γ સબ્યુનિટ છે, જે બે વિસ્તૃત પોલિપેપ્ટાઈડ સાંકળો દ્વારા રચાય છે અને લગભગ 9 એનએમ લાંબી સહેજ વિકૃત વક્ર સળિયા જેવું લાગે છે. આ કિસ્સામાં, γ સબ્યુનિટનો નીચેનો ભાગ F0 પટલ સંકુલ તરફ 3 nm દ્વારા બોલમાંથી બહાર નીકળે છે. હેક્ઝામરની અંદર γ સાથે સંકળાયેલ ε નાના સબયુનિટ પણ છે. છેલ્લું (નવમું) સબયુનિટ પ્રતીક δ દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને તે F1 ની બહારની બાજુએ સ્થિત છે.

સગીર- એક સબયુનિટ.

એટીપી સિન્થેટેઝનો પટલનો ભાગ એ પાણી-જીવડાં પ્રોટીન સંકુલ છે જે પટલમાં પ્રવેશ કરે છે અને હાઇડ્રોજન પ્રોટોન પસાર કરવા માટે અંદર બે અર્ધ-ચેનલ ધરાવે છે. કુલ મળીને, F0 સંકુલમાં પ્રકારનું એક પ્રોટીન સબ્યુનિટ છે a, સબ્યુનિટની બે નકલો b, તેમજ નાના સબ્યુનિટની 9 થી 12 નકલો c. સબ્યુનિટ a(મોલેક્યુલર વજન 20 kDa) પટલમાં સંપૂર્ણપણે ડૂબી જાય છે, જ્યાં તે તેને પાર કરીને છ α-હેલિકલ વિભાગો બનાવે છે. સબ્યુનિટ b(મોલેક્યુલર વેઇટ 30 kDa) પટલમાં ડૂબેલો માત્ર એક જ પ્રમાણમાં ટૂંકા α-હેલિકલ પ્રદેશ ધરાવે છે, જ્યારે બાકીનો ભાગ પટલમાંથી F1 તરફ નોંધપાત્ર રીતે બહાર નીકળે છે અને તેની સપાટી પર સ્થિત δ સબ્યુનિટ પર નિશ્ચિત છે. સબ્યુનિટની દરેક 9-12 નકલો c(મોલેક્યુલર વેઇટ 6-11 kDa) એ બે વોટર-રિપેલન્ટ α-હેલીસનું પ્રમાણમાં નાનું પ્રોટીન છે જે F1 તરફ લક્ષી ટૂંકા પાણી-આકર્ષક લૂપ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલ છે, અને તેઓ એકસાથે એક જ જોડાણ બનાવે છે, જેમાં સિલિન્ડરનો આકાર હોય છે. પટલમાં ડૂબી જાય છે. F1 કોમ્પ્લેક્સથી F0 તરફ બહાર નીકળતું γ સબ્યુનિટ આ સિલિન્ડરની અંદર જ ડૂબી ગયું છે અને તેની સાથે ખૂબ જ મજબૂત રીતે જોડાયેલું છે.
આમ, ATPase પરમાણુમાં પ્રોટીન સબ્યુનિટ્સના બે જૂથોને ઓળખી શકાય છે, જેને મોટરના બે ભાગો સાથે સરખાવી શકાય છે: રોટર અને સ્ટેટર.

"સ્ટેટર"પટલની સાપેક્ષમાં સ્થિર છે અને તેની સપાટી પર સ્થિત ગોળાકાર હેક્ઝામર (αβ)3 અને δ સબ્યુનિટ તેમજ સબયુનિટનો સમાવેશ કરે છે aઅને bપટલ સંકુલ F0.

આ ડિઝાઇનની સાપેક્ષમાં જંગમ "રોટર"γ અને ε સબ્યુનિટ્સનો સમાવેશ થાય છે, જે (αβ)3 સંકુલમાંથી નોંધપાત્ર રીતે બહાર નીકળીને, પટલમાં ડૂબેલા સબ્યુનિટ્સની રિંગ સાથે જોડાયેલા હોય છે. c.

ATP સંશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા એ એક જટિલ F0F1 ની મિલકત છે, જે F0 થી F1 દ્વારા હાઇડ્રોજન પ્રોટોનના સ્થાનાંતરણ સાથે જોડાયેલી છે, જેમાં બાદમાં પ્રતિક્રિયા કેન્દ્રો સ્થિત છે જે ADP અને ફોસ્ફેટને ATP પરમાણુમાં રૂપાંતરિત કરે છે. એટીપી સિન્થેટેઝના કાર્ય માટે ચાલક બળ એ ઇલેક્ટ્રોન (નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ) પરિવહન સાંકળના સંચાલનના પરિણામે મિટોકોન્ડ્રિયાના આંતરિક પટલ પર બનાવવામાં આવેલ પ્રોટોન (સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ) સંભવિત છે.
ATP સિન્થેટેઝના "રોટર" ને ચલાવતું બળ ત્યારે થાય છે જ્યારે પટલની બાહ્ય અને આંતરિક બાજુઓ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત > 220 10-3 વોલ્ટ સુધી પહોંચે છે અને તે F0 માં સ્થિત વિશેષ ચેનલમાંથી વહેતા પ્રોટોનના પ્રવાહ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. સબ્યુનિટ્સ વચ્ચે સરહદ aઅને c. આ કિસ્સામાં, પ્રોટોન ટ્રાન્સફર પાથમાં નીચેના માળખાકીય તત્વો શામેલ છે:

1) અલગ-અલગ અક્ષો પર સ્થિત બે "અર્ધ-ચેનલો", જેમાંથી પ્રથમ ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાંથી આવશ્યક કાર્યાત્મક જૂથો F0 તરફ પ્રોટોનના પ્રવાહને સુનિશ્ચિત કરે છે, અને અન્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં તેમના બહાર નીકળવાની ખાતરી કરે છે;

2) સબ્યુનિટ્સની રીંગ c, જેમાંથી દરેક તેના મધ્ય ભાગમાં પ્રોટોનેટેડ કાર્બોક્સિલ જૂથ (COOH) ધરાવે છે, જે ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસમાંથી H+ ઉમેરવામાં સક્ષમ છે અને તેને સંબંધિત પ્રોટોન ચેનલો દ્વારા દાન કરી શકે છે. સબ્યુનિટ્સના સામયિક વિસ્થાપનના પરિણામે સાથે, પ્રોટોન ચેનલ દ્વારા પ્રોટોનના પ્રવાહને કારણે, γ સબ્યુનિટ ફેરવાય છે, સબ્યુનિટ્સની રિંગમાં ડૂબી જાય છે સાથે.

આમ, એટીપી સિન્થેટેઝની એકીકૃત પ્રવૃત્તિ તેના "રોટર" ના પરિભ્રમણ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે, જેમાં γ સબ્યુનિટનું પરિભ્રમણ ત્રણેય એકીકૃત β સબ્યુનિટ્સની રચનામાં એક સાથે ફેરફારનું કારણ બને છે, જે આખરે એન્ઝાઇમની કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરે છે. . તદુપરાંત, એટીપીની રચનાના કિસ્સામાં, "રોટર" પ્રતિ સેકન્ડમાં ચાર ક્રાંતિની ઝડપે ઘડિયાળની દિશામાં ફરે છે, અને પરિભ્રમણ પોતે 120 ° ના ચોક્કસ કૂદકામાં થાય છે, જેમાંથી દરેક એક એટીપી પરમાણુની રચના સાથે છે. .
એટીપી સિન્થેટેઝનું કાર્ય તેના વ્યક્તિગત ભાગોની યાંત્રિક હિલચાલ સાથે સંકળાયેલું છે, જેણે આ પ્રક્રિયાને "રોટેશનલ કેટાલિસિસ" નામની વિશિષ્ટ પ્રકારની ઘટનાને આભારી કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. જેમ ઇલેક્ટ્રિક મોટરના વિન્ડિંગમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ સ્ટેટરની તુલનામાં રોટરને ચલાવે છે, એટીપી સિન્થેટેઝ દ્વારા પ્રોટોનનું નિર્દેશિત ટ્રાન્સફર એન્ઝાઇમ કોમ્પ્લેક્સના અન્ય સબ્યુનિટ્સની તુલનામાં એફ1 જોડાણ પરિબળના વ્યક્તિગત સબ્યુનિટ્સનું પરિભ્રમણનું કારણ બને છે. જેના પરિણામે આ અનન્ય ઊર્જા ઉત્પન્ન કરતું ઉપકરણ રાસાયણિક કાર્ય કરે છે - એટીપી પરમાણુઓને સંશ્લેષણ કરે છે. ત્યારબાદ, એટીપી કોષના સાયટોપ્લાઝમમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં તે વિવિધ પ્રકારની ઉર્જા આધારિત પ્રક્રિયાઓ પર ખર્ચવામાં આવે છે. આવા ટ્રાન્સફર મિટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેનમાં બનેલા ખાસ ATP/ADP-ટ્રાન્સલોકેસ એન્ઝાઇમ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

ADP-ટ્રાન્સલોકેસ- આંતરિક પટલમાં પ્રવેશતું પ્રોટીન જે સાયટોપ્લાઝમિક ADP માટે નવા સંશ્લેષિત ATPનું વિનિમય કરે છે, જે મિટોકોન્ડ્રિયાની અંદર ભંડોળની સલામતીની ખાતરી આપે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા અને આનુવંશિકતા.

મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ લગભગ વિશિષ્ટ રીતે માતૃત્વ રેખા દ્વારા વારસામાં મળે છે. દરેક મિટોકોન્ડ્રિયામાં ડીએનએ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના કેટલાક વિભાગો હોય છે જે તમામ મિટોકોન્ડ્રિયામાં સમાન હોય છે (એટલે ​​​​કે, કોષમાં માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની ઘણી નકલો હોય છે), જે માઇટોકોન્ડ્રિયા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે જે ડીએનએને નુકસાનથી સુધારવામાં અસમર્થ હોય છે (ઉચ્ચ પરિવર્તન દર છે. અવલોકન કર્યું). માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં પરિવર્તનો સંખ્યાબંધ માટે જવાબદાર છે વારસાગત રોગોવ્યક્તિ.

3d મોડલ

શોધ

અંગ્રેજી અવાજ અભિનય સાથે

વિદેશી ભાષામાં સેલ શ્વસન અને મિટોકોન્ડ્રિયા વિશે થોડું

મકાન માળખું

મિટોકોન્ડ્રિયા અથવા કોન્ડ્રિઓસોમ્સ (ગ્રીક મિટોસ - થ્રેડ, કોન્ડ્રિયન - અનાજ, સોમા - બોડીમાંથી) પ્રોટોઝોઆ, છોડ અને પ્રાણીઓના સાયટોપ્લાઝમમાં હાજર દાણાદાર અથવા ફિલામેન્ટસ ઓર્ગેનેલ્સ છે. જીવંત કોષોમાં મિટોકોન્ડ્રિયાનું અવલોકન કરી શકાય છે, કારણ કે તેમની પાસે એકદમ ઊંચી ઘનતા છે. જીવંત કોષોમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા એકબીજા સાથે હલનચલન, હલનચલન, મર્જ કરી શકે છે.

મુ વિવિધ પ્રકારોમિટોકોન્ડ્રિયાનું કદ ખૂબ જ ચલ છે, જેમ તેમનો આકાર ચલ છે (ફિગ. 199). તેમ છતાં, મોટાભાગના કોષોમાં, આ રચનાઓની જાડાઈ પ્રમાણમાં સ્થિર છે (આશરે 0.5 µm), અને લંબાઈ વધઘટ થાય છે, ફિલામેન્ટસ સ્વરૂપોમાં 7-60 µm સુધી પહોંચે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાના કદ અને સંખ્યાનો અભ્યાસ કરવો એ એટલી સરળ બાબત નથી. આ એ હકીકતને કારણે છે કે અલ્ટ્રાથિન વિભાગો પર દેખાતા મિટોકોન્ડ્રિયાનું કદ અને સંખ્યા વાસ્તવિકતાને અનુરૂપ નથી.

પરંપરાગત ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે યકૃત કોષ દીઠ આશરે 200 મિટોકોન્ડ્રિયા છે. આ સાયટોપ્લાઝમના કુલ જથ્થાના 20% થી વધુ અને કોષમાં પ્રોટીનની કુલ માત્રાના લગભગ 30-35% છે. યકૃત કોષના તમામ મિટોકોન્ડ્રિયાની સપાટીનો વિસ્તાર તેના પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનની સપાટી કરતા 4-5 ગણો મોટો છે. મોટાભાગના મિટોકોન્ડ્રિયા oocytes (લગભગ 300,000) અને વિશાળ અમીબા કેઓસ કેઓસ (500,000 સુધી)માં છે.

લીલા છોડના કોષોમાં, મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યા પ્રાણી કોશિકાઓ કરતા ઓછી હોય છે, કારણ કે ક્લોરોપ્લાસ્ટ તેમના કેટલાક કાર્યો કરી શકે છે.

કોષોમાં મિટોકોન્ડ્રિયાનું સ્થાનિકીકરણ અલગ છે. સામાન્ય રીતે, મિટોકોન્ડ્રિયા સાયટોપ્લાઝમના તે ભાગોની નજીક એકઠા થાય છે જ્યાં એટીપીની જરૂર હોય છે, જે મિટોકોન્ડ્રિયામાં રચાય છે. તેથી, હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા માયોફિબ્રિલ્સની નજીક સ્થિત છે. શુક્રાણુઓમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા ફ્લેગેલમની ધરીની આસપાસ એક હેલિકલ આવરણ બનાવે છે; આ કદાચ શુક્રાણુઓની પૂંછડીને ખસેડવા માટે ATP નો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાતને કારણે છે. એ જ રીતે, પ્રોટોઝોઆ અને અન્ય સિલિએટેડ કોષોમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા સિલિયાના પાયા પર કોષ પટલની નીચે સ્થિત છે, જેને કાર્ય કરવા માટે ATP ની જરૂર છે. ચેતા કોષોના ચેતાક્ષમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા ચેતોપાગમની નજીક સ્થિત છે, જ્યાં ચેતા આવેગના પ્રસારણની પ્રક્રિયા થાય છે. સિક્રેટરી કોશિકાઓમાં જે મોટા પ્રમાણમાં પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે, મિટોકોન્ડ્રિયા એર્ગેસ્ટોપ્લાઝમિક ઝોન સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલા છે; તેઓ સંભવતઃ રાઈબોઝોમ પર એમિનો એસિડ સક્રિયકરણ અને પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે ATP સપ્લાય કરે છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ અલ્ટ્રાસ્ટ્રક્ચર.

મિટોકોન્ડ્રિયા, તેમના કદ અથવા આકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, એક સાર્વત્રિક માળખું ધરાવે છે, તેમનું અલ્ટ્રાસ્ટ્રક્ચર એકસમાન છે. મિટોકોન્ડ્રિયા બે પટલ દ્વારા મર્યાદિત છે (ફિગ. 205). બાહ્ય મિટોકોન્ડ્રીયલ મેમ્બ્રેન તેને હાયલોપ્લાઝમથી અલગ કરે છે, તેમાં પણ રૂપરેખા હોય છે, આક્રમણ અથવા ફોલ્ડ્સ બનાવતા નથી અને લગભગ 7 એનએમ જાડા હોય છે. તે તમામ કોષ પટલના વિસ્તારના લગભગ 7% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે. પટલ સાયટોપ્લાઝમની અન્ય કોઈપણ પટલ સાથે જોડાયેલ નથી, તે પોતાના પર બંધ છે અને એક પટલ કોથળી છે. બાહ્ય પટલને આંતરિક પટલથી લગભગ 10-20 એનએમ પહોળી આંતરપટલ જગ્યા દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે. આંતરિક પટલ (લગભગ 7 એનએમ જાડાઈ) મિટોકોન્ડ્રીયન, તેના મેટ્રિક્સ અથવા મિટોપ્લાઝમની વાસ્તવિક આંતરિક સામગ્રીને મર્યાદિત કરે છે. મિટોકોન્ડ્રિયાની આંતરિક પટલ મિટોકોન્ડ્રિયામાં અસંખ્ય પ્રોટ્રુઝન બનાવે છે. આવા આક્રમણ મોટાભાગે સપાટ પટ્ટાઓ અથવા ક્રિસ્ટા જેવા દેખાય છે.

યકૃત કોષમાં આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલની કુલ સપાટી તમામ કોષ પટલની સપાટીના લગભગ ત્રીજા ભાગની છે. કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોશિકાઓના મિટોકોન્ડ્રિયામાં લીવર મિટોકોન્ડ્રિયા કરતાં ત્રણ ગણા ક્રિસ્ટા હોય છે, જે મિટોકોન્ડ્રીયલ ફંક્શનલ લોડ્સમાં તફાવત દર્શાવે છે. વિવિધ કોષો. ક્રિસ્ટામાં પટલ વચ્ચેનું અંતર લગભગ 10-20 nm છે.

આંતરિક પટલમાંથી વિસ્તરેલી અને મેટ્રિક્સ તરફ વિસ્તરેલી મિટોકોન્ડ્રીયલ ક્રિસ્ટે મિટોકોન્ડ્રીયલ પોલાણને સંપૂર્ણપણે અવરોધિત કરતી નથી અને તેને ભરવાના મેટ્રિક્સની સાતત્યતાને અવરોધતી નથી.

મિટોકોન્ડ્રિયાના લાંબા અક્ષના સંદર્ભમાં ક્રિસ્ટાની દિશા વિવિધ કોષો માટે અલગ છે. ઓરિએન્ટેશન કાટખૂણે હોઈ શકે છે (યકૃત, કિડનીના કોષો) ક્રિસ્ટા; કાર્ડિયાક સ્નાયુમાં ક્રિસ્ટાની રેખાંશ વ્યવસ્થા જોવા મળે છે. ક્રિસ્ટા આંગળી જેવી પ્રક્રિયાઓ શાખા કરી શકે છે અથવા રચના કરી શકે છે, વાંકા વળી શકે છે અને તેની કોઈ ઉચ્ચારણ દિશા નથી (ફિગ. 208). પ્રોટોઝોઆમાં, યુનિસેલ્યુલર શેવાળ, ઉચ્ચ છોડ અને પ્રાણીઓના કેટલાક કોષોમાં, આંતરિક પટલની વૃદ્ધિ ટ્યુબ (ટ્યુબ્યુલર ક્રિસ્ટા) જેવી દેખાય છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાં ઝીણા દાણાવાળી સજાતીય માળખું હોય છે, જેમાં ડીએનએ પરમાણુઓ એક બોલ (લગભગ 2-3 એનએમ) માં એસેમ્બલ થયેલા પાતળા થ્રેડોના રૂપમાં અને લગભગ 15-20 ના કદ સાથે ગ્રાન્યુલ્સના સ્વરૂપમાં મિટોકોન્ડ્રીયલ રિબોઝોમ્સ શોધવામાં આવે છે. nm મેટ્રિક્સમાં મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ ક્ષાર જમા થવાના સ્થાનો મોટા (20-40 એનએમ) ગાઢ ગ્રાન્યુલ્સ બનાવે છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ કાર્યો.

મિટોકોન્ડ્રિયા એટીપીનું સંશ્લેષણ કરે છે, જે કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ અને એડીપી ફોસ્ફોરાયલેશનના ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયાના પરિણામે થાય છે.

કાર્બોહાઇડ્રેટ ઓક્સિડેશનના પ્રારંભિક તબક્કાને એનારોબિક ઓક્સિડેશન કહેવામાં આવે છે, અથવા ગ્લાયકોલિસિસઅને હાયલોપ્લાઝમમાં થાય છે અને ઓક્સિજનની ભાગીદારીની જરૂર નથી. એનારોબિક ઉર્જા ઉત્પાદન દરમિયાન ઓક્સિડેશન માટે સબસ્ટ્રેટ હેક્સોસેસ છે અને, સૌ પ્રથમ, ગ્લુકોઝ; કેટલાક બેક્ટેરિયામાં પેન્ટોઝ, ફેટી એસિડ અથવા એમિનો એસિડને ઓક્સિડાઇઝ કરીને ઊર્જા કાઢવાની ક્ષમતા હોય છે.

ગ્લુકોઝમાં, C, H અને O અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડમાં સમાયેલ સંભવિત ઊર્જાનું પ્રમાણ 1 મોલ (એટલે ​​​​કે, ગ્લુકોઝના 180 ગ્રામ દીઠ) લગભગ 680 kcal છે.

જીવંત કોષમાં મોટી રકમઊર્જા સંખ્યાબંધ ઓક્સિડેટીવ ઉત્સેચકો દ્વારા નિયંત્રિત તબક્કાવાર પ્રક્રિયાના સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે, અને તે રાસાયણિક બોન્ડ ઊર્જાના ગરમીમાં રૂપાંતર સાથે સંકળાયેલી નથી, જેમ કે દહન દરમિયાન, પરંતુ એટીપી પરમાણુઓમાં મેક્રોએનર્જેટિક બોન્ડમાં જાય છે, જેનો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ADP અને ફોસ્ફેટમાંથી મુક્ત થયેલી ઊર્જા.

ગ્લાયકોલિસિસના પરિણામે બનેલા ટ્રાયોસિસ, અને મુખ્યત્વે પાયરુવિક એસિડ, મિટોકોન્ડ્રિયામાં વધુ ઓક્સિડેશનમાં સામેલ છે. આ કિસ્સામાં, તમામ રાસાયણિક બોન્ડ્સને વિભાજિત કરવાની ઊર્જાનો ઉપયોગ થાય છે, જે CO 2 ના પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે, ઓક્સિજનના વપરાશ અને ATP ની મોટી માત્રાના સંશ્લેષણ તરફ દોરી જાય છે. આ પ્રક્રિયાઓ ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડના ઓક્સિડેટીવ ચક્ર સાથે અને શ્વસન ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળ સાથે સંકળાયેલી છે, જ્યાં ADP ફોસ્ફોરીલેટેડ છે અને સેલ્યુલર "ઇંધણ", ATP અણુઓનું સંશ્લેષણ થાય છે (ફિગ. 209).

ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્રમાં (ક્રેબ્સ ચક્ર, અથવા ચક્ર સાઇટ્રિક એસીડ) ગ્લાયકોલિસિસના પરિણામે રચાયેલ પાયરુવેટ પ્રથમ CO 2 પરમાણુ ગુમાવે છે અને, એસિટેટ (બે-કાર્બન સંયોજન) માં ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે, તે સહઉત્સેચક A સાથે જોડાય છે. પછી એસિટિલ સહઉત્સેચક A, ઓક્સાલેસેટેટ (ચાર-કાર્બન સંયોજન) સાથે મળીને છ-કાર્બન બનાવે છે. સાઇટ્રેટ (સાઇટ્રિક એસિડ). પછી આ છ-કાર્બન સંયોજનના ચાર-કાર્બન ઓક્સાલેસેટેટમાં ઓક્સિડેશનનું ચક્ર હોય છે, જે ફરીથી એસીટીલ સહઉત્સેચક A સાથે જોડાય છે, અને પછી ચક્ર પુનરાવર્તિત થાય છે. આ ઓક્સિડેશન દરમિયાન, બે CO 2 પરમાણુઓ મુક્ત થાય છે, અને ઓક્સિડેશન દરમિયાન છૂટેલા ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર સહઉત્સેચક પરમાણુઓ (NAD-nicotinamide adenine dinucleotide) માં સ્થાનાંતરિત થાય છે, જે તેમને ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળમાં વધુ સામેલ કરે છે. પરિણામે, ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્રમાં પોતે એટીપી સંશ્લેષણ નથી, પરંતુ અણુઓ ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે, ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારાઓમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે અને CO 2 મુક્ત થાય છે. મિટોકોન્ડ્રિયાની અંદર ઉપર વર્ણવેલ તમામ ઘટનાઓ તેમના મેટ્રિક્સમાં થાય છે.

પ્રારંભિક સબસ્ટ્રેટનું ઓક્સિડેશન CO 2 અને પાણીના પ્રકાશન તરફ દોરી જાય છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં કોઈ થર્મલ ઊર્જા છોડવામાં આવતી નથી, જેમ કે કમ્બશન દરમિયાન, પરંતુ ATP પરમાણુઓ રચાય છે. તેઓ પ્રોટીનના બીજા જૂથ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે જેનો સીધો ઓક્સિડેશન સાથે સંબંધ નથી. આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં, મોટા પ્રોટીન સંકુલ, ઉત્સેચકો અને એટીપી સિન્થેટેસિસ મેટ્રિક્સનો સામનો કરતી પટલની સપાટી પર સ્થિત છે. ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપમાં, તેઓ મેટ્રિક્સને જોતા, પટલની સપાટીને સંપૂર્ણપણે અસ્તર કરતા કહેવાતા "મશરૂમ-આકારના" શરીરના સ્વરૂપમાં દેખાય છે. વૃષભ પાસે, જેમ કે, એક પગ અને માથું છે, જેનો વ્યાસ 8-9 nm છે. પરિણામે, ઓક્સિડેટીવ સાંકળ અને એટીપી સંશ્લેષણના ઉત્સેચકો બંનેના ઉત્સેચકો મિટોકોન્ડ્રિયા (ફિગ. 201b) ના આંતરિક પટલમાં સ્થાનીકૃત છે.

શ્વસન સાંકળ એ મિટોકોન્ડ્રિયામાં મુખ્ય ઊર્જા રૂપાંતર પ્રણાલી છે. અહીં, શ્વસન સાંકળના તત્વોનું ક્રમિક ઓક્સિડેશન અને ઘટાડો થાય છે, જેના પરિણામે ઊર્જા નાના ભાગોમાં મુક્ત થાય છે. આ ઊર્જાને લીધે, ADP અને ફોસ્ફેટમાંથી સાંકળમાં ત્રણ બિંદુઓ પર ATP બને છે. તેથી, તેઓ કહે છે કે ઓક્સિડેશન (ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર) ફોસ્ફોરીલેશન (ADP + Pn → ATP, એટલે કે ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશનની પ્રક્રિયા થાય છે) સાથે સંકળાયેલું છે.

ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન દરમિયાન બહાર પડતી ઊર્જા સમગ્ર પટલમાં પ્રોટોન ઢાળના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે. તે બહાર આવ્યું છે કે મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલમાં ઇલેક્ટ્રોનના સ્થાનાંતરણ દરમિયાન, શ્વસન સાંકળના દરેક સંકુલ ઓક્સિડેશનની મુક્ત ઊર્જાને પટલ દ્વારા પ્રોટોન (સકારાત્મક ચાર્જ) ની હિલચાલ તરફ નિર્દેશિત કરે છે, મેટ્રિક્સથી ઇન્ટરમેમ્બ્રેન સ્પેસ તરફ દોરી જાય છે. સમગ્ર પટલમાં સંભવિત તફાવતની રચના: આંતરપટલની જગ્યામાં હકારાત્મક શુલ્ક પ્રબળ છે, અને નકારાત્મક - મિટોકોન્ડ્રીયલ મેટ્રિક્સમાંથી. જ્યારે સંભવિત તફાવત (220 mV) પર પહોંચી જાય છે, ત્યારે ATP સિન્થેટેઝ પ્રોટીન સંકુલ પ્રોટોનને મેટ્રિક્સમાં પાછું પરિવહન કરવાનું શરૂ કરે છે, જ્યારે ઊર્જાના એક સ્વરૂપને બીજામાં રૂપાંતરિત કરે છે: તે ADP અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટમાંથી ATP બનાવે છે. આ રીતે ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓ એડીપી ફોસ્ફોરીલેશન સાથે સિન્થેટીક સાથે જોડાયેલી છે. જ્યાં સુધી સબસ્ટ્રેટને ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે, જ્યારે પ્રોટોનને આંતરિક મિટોકોન્ડ્રીયલ પટલ દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે, ATP સંશ્લેષણ આ સાથે સંકળાયેલું છે, એટલે કે. ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન થાય છે.

આ બે પ્રક્રિયાઓને અલગ કરી શકાય છે. આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર ચાલુ રહે છે, જેમ કે સબસ્ટ્રેટનું ઓક્સિડેશન થાય છે, પરંતુ ATP સંશ્લેષણ થતું નથી. આ કિસ્સામાં, ઓક્સિડેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

બેક્ટેરિયામાં ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન.

ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન માટે સક્ષમ પ્રોકાર્યોટિક કોષોમાં, ટ્રાઇકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્રના તત્વો સીધા સાયટોપ્લાઝમમાં સ્થાનીકૃત હોય છે, અને શ્વસન સાંકળ અને ફોસ્ફોરાયલેશનના ઉત્સેચકો કોષ પટલ સાથે સંકળાયેલા હોય છે, તેના પ્રોટ્રુઝન સાયટોપ્લાઝમમાં ફેલાય છે, તેથી મેસોસોમ કહેવાય છે (ફિગ. 212). એ નોંધવું જોઇએ કે આવા બેક્ટેરિયલ મેસોસોમ માત્ર એરોબિક શ્વસનની પ્રક્રિયાઓ સાથે સંકળાયેલા હોઈ શકે છે, પણ, કેટલીક પ્રજાતિઓમાં, કોષ વિભાજનમાં ભાગ લે છે, નવા કોષોમાં ડીએનએ વિતરણની પ્રક્રિયામાં, કોષ દિવાલની રચનામાં, વગેરે

કેટલાક બેક્ટેરિયાના મેસોસોમમાં પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન પર, ઓક્સિડેશન અને એટીપી સંશ્લેષણ બંનેની જોડી પ્રક્રિયાઓ હાથ ધરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપમાં, યુકેરીયોટિક કોશિકાઓના મિટોકોન્ડ્રિયામાં જોવા મળતા ગોળાકાર કણો બેક્ટેરિયાના પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનના અપૂર્ણાંકમાં જોવા મળ્યા હતા. આમ, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન માટે સક્ષમ બેક્ટેરિયલ કોષોમાં, પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન યુકેરીયોટિક કોષોમાં મિટોકોન્ડ્રિયાના આંતરિક પટલની સમાન ભૂમિકા ભજવે છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યામાં વધારો.

ખાસ કરીને કોષ વિભાજન દરમિયાન અથવા કોષના કાર્યાત્મક ભારમાં વધારા સાથે મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યામાં વધારો થઈ શકે છે. મિટોકોન્ડ્રિયાનું સતત નવીકરણ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, યકૃતમાં, મિટોકોન્ડ્રિયાનું સરેરાશ જીવનકાળ લગભગ 10 દિવસ છે.

મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યામાં વધારો અગાઉના મિટોકોન્ડ્રિયાના વિકાસ અને વિભાજન દ્વારા થાય છે. આ સૂચન સૌપ્રથમ ઓલ્ટમેન (1893) દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે "બાયોબ્લાસ્ટ્સ" શબ્દ હેઠળ મિટોકોન્ડ્રિયાનું વર્ણન કર્યું હતું. વિવો ડિવિઝનમાં અવલોકન કરવું શક્ય છે, લાંબા મિટોકોન્ડ્રિયાને સંકોચન દ્વારા ટૂંકામાં વિભાજીત કરવામાં આવે છે, જે બેક્ટેરિયલ વિભાજનની દ્વિસંગી પદ્ધતિ જેવું લાગે છે.

જીવંત ટીશ્યુ કલ્ચર કોષોમાં મિટોકોન્ડ્રિયાની વર્તણૂકનો અભ્યાસ કરીને ફિશન દ્વારા મિટોકોન્ડ્રિયાની સંખ્યામાં વાસ્તવિક વધારો સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો. કોષ ચક્ર દરમિયાન, મિટોકોન્ડ્રિયા થોડા માઇક્રોન સુધી વધે છે, અને પછી ટુકડા થઈને નાના શરીરમાં વિભાજિત થાય છે.

મિટોકોન્ડ્રિયા એકબીજા સાથે ભળી શકે છે અને સિદ્ધાંત અનુસાર ગુણાકાર કરી શકે છે: મિટોકોન્ડ્રિયામાંથી મિટોકોન્ડ્રિયા.

મિટોકોન્ડ્રિયાનું સ્વતઃપ્રજનન.

બે-મેમ્બ્રેન ઓર્ગેનેલ્સમાં સંપૂર્ણ સ્વતઃ-પ્રજનન સિસ્ટમ હોય છે. મિટોકોન્ડ્રિયા અને પ્લાસ્ટીડમાં, ડીએનએ છે, જેના પર માહિતી, ટ્રાન્સફર અને રિબોસોમલ આરએનએ અને રાઈબોસોમનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જે મિટોકોન્ડ્રીયલ અને પ્લાસ્ટીડ પ્રોટીનનું સંશ્લેષણ કરે છે. જો કે, આ સિસ્ટમો, સ્વાયત્ત હોવા છતાં, તેમની ક્ષમતાઓમાં મર્યાદિત છે.

મિટોકોન્ડ્રિયામાં ડીએનએ એ હિસ્ટોન્સ વિનાનું ચક્રીય પરમાણુ છે અને આમ તે બેક્ટેરિયલ રંગસૂત્રો જેવું લાગે છે. તેમનું કદ લગભગ 7 માઇક્રોન છે; પ્રાણી મિટોકોન્ડ્રિયાના એક ચક્રીય અણુમાં ડીએનએના 16-19 હજાર ન્યુક્લિયોટાઇડ જોડીનો સમાવેશ થાય છે. મનુષ્યોમાં, માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાં 16.5 હજાર બીપી હોય છે, તે સંપૂર્ણ રીતે સમજાય છે. એવું જાણવા મળ્યું કે વિવિધ પદાર્થોના મિટોકોન્ડ્રલ ડીએનએ ખૂબ જ એકરૂપ છે, તેમનો તફાવત ફક્ત ઇન્ટ્રોન્સ અને બિન-લિખિત પ્રદેશોના કદમાં રહેલો છે. બધા મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ બહુવિધ નકલો છે, જૂથો, ક્લસ્ટરોમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે. આમ, એક ઉંદર લીવર મિટોકોન્ડ્રિયામાં 1 થી 50 ચક્રીય DNA અણુઓ હોઈ શકે છે. કોષ દીઠ મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએની કુલ માત્રા લગભગ એક ટકા છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએનું સંશ્લેષણ ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએ સંશ્લેષણ સાથે સંકળાયેલું નથી.

બેક્ટેરિયાની જેમ, મિટોકોન્ડ્રલ ડીએનએ એક અલગ ઝોનમાં એસેમ્બલ થાય છે - ન્યુક્લિયોઇડ, તેનું કદ લગભગ 0.4 માઇક્રોન વ્યાસ છે. લાંબા મિટોકોન્ડ્રિયામાં, 1 થી 10 ન્યુક્લિયોઇડ્સ હોઈ શકે છે. જ્યારે લાંબો મિટોકોન્ડ્રિયન વિભાજીત થાય છે, ત્યારે ન્યુક્લિયોઇડ ધરાવતો વિભાગ તેમાંથી અલગ થઈ જાય છે (બેક્ટેરિયાના દ્વિસંગી વિભાજનની જેમ). વ્યક્તિગત મિટોકોન્ડ્રીયલ ન્યુક્લિયોઇડ્સમાં ડીએનએનું પ્રમાણ કોષના પ્રકાર પર આધાર રાખીને 10 ગણો બદલાઈ શકે છે.

કેટલીક કોષ સંસ્કૃતિઓમાં, 6 થી 60% મિટોકોન્ડ્રિયામાં ન્યુક્લિયોઇડ નથી, જે એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે આ ઓર્ગેનેલ્સનું વિભાજન ન્યુક્લિયોઇડ્સના વિતરણને બદલે ફ્રેગમેન્ટેશન સાથે વધુ સંકળાયેલું છે.

પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, મિટોકોન્ડ્રિયા બંને વિભાજીત અને એકબીજા સાથે ભળી શકે છે. જ્યારે મિટોકોન્ડ્રિયા એકબીજા સાથે ભળી જાય છે, ત્યારે તેમના આંતરિક ઘટકોનું વિનિમય કરી શકાય છે.

એ વાત પર ભાર મૂકવો મહત્વપૂર્ણ છે કે મિટોકોન્ડ્રિયા અને સાયટોપ્લાઝમના rRNA અને રાઈબોઝોમ એકદમ અલગ છે. જો સાયટોપ્લાઝમમાં 80 ના દાયકાના રિબોઝોમ જોવા મળે છે, તો મિટોકોન્ડ્રીયલ રિબોઝોમ્સ છોડના કોષો 70ના દાયકાના રિબોઝોમ્સ (30 અને 50ના સબ્યુનિટ્સનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં 16 અને 23 આરએનએનો સમાવેશ થાય છે, જે પ્રોકાર્યોટિક કોશિકાઓની લાક્ષણિકતા છે), જ્યારે નાના રિબોઝોમ્સ (લગભગ 50 સે) પ્રાણી કોષોના મિટોકોન્ડ્રિયામાં જોવા મળ્યા હતા.

મિટોકોન્ડ્રીયલ રિબોસોમલ આરએનએ મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએમાંથી સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. પ્રોટીન સંશ્લેષણ રાઈબોઝોમ્સ પર મિટોપ્લાઝમમાં થાય છે. તે બેક્ટેરિયામાં પ્રોટીન સંશ્લેષણને દબાવતા એન્ટિબાયોટિક ક્લોરામ્ફેનિકોલની ક્રિયા હેઠળ, સાયટોપ્લાઝમિક રિબોઝોમ્સ પરના સંશ્લેષણથી વિપરીત અટકે છે.

મિટોકોન્ડ્રીયલ જીનોમ પર, 22 ટ્રાન્સફર આરએનએનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. મિટોકોન્ડ્રીયલ સિન્થેટિક સિસ્ટમનો ટ્રિપ્લેટ કોડ હાયલોપ્લાઝમમાં વપરાતા કોડ કરતા અલગ છે. પ્રોટીન સંશ્લેષણ માટે જરૂરી દેખીતી રીતે તમામ ઘટકોની હાજરી હોવા છતાં, નાના મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએ પરમાણુઓ તમામ મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીનને એન્કોડ કરી શકતા નથી, તેમાંથી માત્ર એક નાનો ભાગ. તો DNA 15 kb નું કદ છે. લગભગ 6x10 5 ના કુલ મોલેક્યુલર વજન સાથે પ્રોટીનને એન્કોડ કરી શકે છે. તે જ સમયે, સંપૂર્ણ મિટોકોન્ડ્રીયલ શ્વસન જોડાણના કણના પ્રોટીનનું કુલ પરમાણુ વજન લગભગ 2x10 6 ના મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.

જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશનના પ્રોટીન ઉપરાંત, મિટોકોન્ડ્રિયામાં ટ્રાઈકાર્બોક્સિલિક એસિડ ચક્રના ઉત્સેચકો, ડીએનએ અને આરએનએ સંશ્લેષણ ઉત્સેચકો, એમિનો એસિડ સક્રિયકરણ ઉત્સેચકો અને અન્ય પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે, તો તે સ્પષ્ટ છે કે આ અસંખ્ય પ્રોટીનને એન્કોડ કરવા માટે. અને rRNA અને tRNA, મિટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએના ટૂંકા અણુમાં આનુવંશિક માહિતીનો જથ્થો સ્પષ્ટપણે પૂરતો નથી. માનવ માઇટોકોન્ડ્રીયલ ડીએનએના ન્યુક્લિયોટાઇડ ક્રમને સમજવાથી જાણવા મળ્યું કે તે માત્ર 2 રિબોસોમલ આરએનએ, 22 ટ્રાન્સફર આરએનએ અને કુલ 13 વિવિધ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળોને એન્કોડ કરે છે.

તે હવે સાબિત થયું છે કે મોટાભાગના મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીન સેલ ન્યુક્લિયસના આનુવંશિક નિયંત્રણ હેઠળ છે અને મિટોકોન્ડ્રિયાની બહાર સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. મોટાભાગના મિટોકોન્ડ્રીયલ પ્રોટીન સાયટોસોલમાં રાઈબોઝોમ પર સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. આ પ્રોટીનમાં વિશિષ્ટ સિગ્નલ સિક્વન્સ હોય છે જે મિટોકોન્ડ્રિયાના બાહ્ય પટલ પર રીસેપ્ટર્સ દ્વારા ઓળખાય છે. આ પ્રોટીનને તેમાં એકીકૃત કરી શકાય છે (પેરોક્સિસોમ મેમ્બ્રેન સાથે સામ્યતા જુઓ) અને પછી આંતરિક પટલમાં ખસેડી શકાય છે. આ સ્થાનાંતરણ બાહ્ય અને આંતરિક પટલના સંપર્કના બિંદુઓ પર થાય છે, જ્યાં આવા પરિવહનની નોંધ લેવામાં આવે છે. મોટાભાગના મિટોકોન્ડ્રીયલ લિપિડ્સ પણ સાયટોપ્લાઝમમાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

આ બધું મિટોકોન્ડ્રિયાના એન્ડોસિમ્બાયોટિક મૂળ સૂચવે છે, કે મિટોકોન્ડ્રિયા એ બેક્ટેરિયા-પ્રકારના સજીવો છે જે યુકેરીયોટિક કોષ સાથે સહજીવનમાં છે.

કોન્ડ્રીઓમ.

એક કોષમાં તમામ મિટોકોન્ડ્રિયાના સંગ્રહને કોન્ડ્રિઓમ કહેવામાં આવે છે. તે કોષોના પ્રકાર પર આધાર રાખીને અલગ અલગ હોઈ શકે છે. ઘણા કોષોમાં, કોન્ડ્રિયોમમાં અસંખ્ય મિટોકોન્ડ્રિયાનો સમાવેશ થાય છે, જે સમગ્ર સાયટોપ્લાઝમમાં સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે અથવા ATP ના તીવ્ર વપરાશના સ્થળોએ જૂથોમાં સ્થાનીકૃત થાય છે. આ બંને કિસ્સાઓમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા એકલા કાર્ય કરે છે, તેમનું સહકારી કાર્ય, સંભવતઃ સાયટોપ્લાઝમમાંથી કેટલાક સંકેતો દ્વારા સંકલિત થાય છે. કોન્ડ્રિઓમાનો એક સંપૂર્ણપણે અલગ પ્રકાર પણ છે, જ્યારે નાના સિંગલ સ્કેટર્ડ મિટોકોન્ડ્રિયાને બદલે, એક વિશાળ શાખાવાળું મિટોકોન્ડ્રિયા કોષમાં સ્થિત હોય છે.

આવા મિટોકોન્ડ્રિયા એકકોષીય લીલા શેવાળ (દા.ત. ક્લોરેલા) માં જોવા મળે છે. તેઓ એક જટિલ મિટોકોન્ડ્રીયલ નેટવર્ક અથવા મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમ (રેટિક્યુલમ મીયોકોન્ડ્રીયલ) બનાવે છે. કેમોસ્મોટિક થિયરી અનુસાર, આવી વિશાળ શાખાવાળી મિટોકોન્ડ્રીયલ રચનાના દેખાવનો જૈવિક અર્થ, તેની બાહ્ય અને આંતરિક પટલ દ્વારા એક સંપૂર્ણમાં એકીકૃત, એ છે કે આવી ડાળીઓવાળું મિટોકોન્ડ્રીયનની આંતરિક પટલની સપાટી પર કોઈપણ બિંદુએ, ATP. સંશ્લેષણ થઈ શકે છે, જે સાયટોપ્લાઝમના કોઈપણ બિંદુ પર જશે, જ્યાં આની જરૂર છે.

વિશાળ શાખાવાળા મિટોકોન્ડ્રિયાના કિસ્સામાં, આંતરિક પટલ પર કોઈપણ બિંદુએ, એટીપી સંશ્લેષણ શરૂ કરવા માટે પર્યાપ્ત સંભવિત એકઠા થઈ શકે છે. આ સ્થિતિઓમાંથી, મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમ, જેમ કે, વિદ્યુત વાહક છે, આવી સિસ્ટમના દૂરસ્થ બિંદુઓને જોડતી કેબલ છે. માઇટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમ માત્ર ક્લોરેલા જેવા નાના મોબાઈલ કોષો માટે જ નહીં, પરંતુ હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાંના માયોફિબ્રિલ્સ જેવા મોટા માળખાકીય એકમો માટે પણ ખૂબ જ ઉપયોગી સાબિત થયું છે.

તે જાણીતું છે કે હાડપિંજરના સ્નાયુઓમાં સ્નાયુ તંતુઓ, સિમ્પ્લાસ્ટ્સનો સમૂહ હોય છે, જેમાં ઘણા ન્યુક્લી હોય છે. આવા સ્નાયુ તંતુઓની લંબાઇ 0.1 માઇક્રોનની જાડાઈ સાથે 40 માઇક્રોન સુધી પહોંચે છે - આ એક વિશાળ માળખું છે જેમાં ઘણા બધા માયોફિબ્રિલ્સ હોય છે, તે બધા એક સાથે, સિંક્રનસ રીતે ઘટાડવામાં આવે છે. સંકોચન માટે, એટીપીનો મોટો જથ્થો સંકોચનના દરેક એકમને, માયોફિબ્રિલને પહોંચાડવામાં આવે છે, જે z-ડિસ્કના સ્તરે મિટોકોન્ડ્રિયા દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપમાં હાડપિંજરના સ્નાયુઓના રેખાંશવાળા અલ્ટ્રાથિન વિભાગો પર, સાર્કોમેરેસની નજીકમાં સ્થિત મિટોકોન્ડ્રિયાના અસંખ્ય ગોળાકાર નાના વિભાગો દૃશ્યમાન છે. સ્નાયુ મિટોકોન્ડ્રિયા એ નાના દડા અથવા લાકડીઓ નથી, પરંતુ એરાકનિડ રચનાઓની જેમ, જેની પ્રક્રિયાઓ લાંબા અંતર સુધી શાખા કરે છે અને વિસ્તરે છે, ક્યારેક સ્નાયુ તંતુના સમગ્ર વ્યાસમાં.

તે જ સમયે, મિટોકોન્ડ્રીયલ રેમિફિકેશન્સ સ્નાયુ ફાઇબરમાં દરેક માયોફિબ્રિલને ઘેરી લે છે, જે તેમને સ્નાયુ સંકોચન માટે જરૂરી એટીપી પૂરા પાડે છે. તેથી, z-ડિસ્ક પ્લેનમાં, મિટોકોન્ડ્રિયા લાક્ષણિક મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. માઇટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમનું આવું સ્તર અથવા માળખું દરેક સાર્કોમેયર માટે બે વાર પુનરાવર્તિત થાય છે, અને સમગ્ર સ્નાયુ તંતુમાં મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમના હજારો ટ્રાંસવર્સલી ગોઠવાયેલા "ફ્લોર" સ્તરો હોય છે. માયોફિબ્રિલ્સ સાથેના "ફ્લોર" ની વચ્ચે ફિલામેન્ટસ મિટોકોન્ડ્રિયા છે જે આ મિટોકોન્ડ્રીયલ સ્તરોને જોડે છે. આમ, મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમનું ત્રિ-પરિમાણીય ચિત્ર બનાવવામાં આવ્યું હતું, જે સ્નાયુ ફાઇબરના સમગ્ર વોલ્યુમમાંથી પસાર થાય છે.

વધુમાં, એવું જાણવા મળ્યું હતું કે મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમની શાખાઓ અને થ્રેડ જેવા લોન્ગીટુડીનલ મિટોકોન્ડ્રિયા વચ્ચે, ખાસ ઇન્ટરમિટોકોન્ડ્રીયલ જોડાણો અથવા સંપર્કો (IMCs) છે. તેઓ મિટોકોન્ડ્રિયાના સંપર્કના બાહ્ય માઇટોકોન્ડ્રીયલ પટલને ચુસ્તપણે ફિટ કરીને રચાય છે; આ ઝોનમાં આંતરપટલની જગ્યા અને પટલમાં ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા વધી છે. આ વિશેષ રચનાઓ દ્વારા, પડોશી મિટોકોન્ડ્રિયા અને મિટોકોન્ડ્રીયલ રેટિક્યુલમનું કાર્યાત્મક એકીકરણ એક, સહકારી ઉર્જા પ્રણાલીમાં થાય છે. સ્નાયુ ફાઇબરમાંના તમામ માયોફિબ્રિલ્સ તેમની સમગ્ર લંબાઈ સાથે સુમેળમાં સંકોચન કરે છે, તેથી, આ જટિલ મશીનના કોઈપણ ભાગને એટીપીનો પુરવઠો પણ સુમેળમાં થવો જોઈએ, અને આ ફક્ત ત્યારે જ થઈ શકે છે જ્યારે મોટી સંખ્યામાં શાખાવાળા મિટોકોન્ડ્રિયા વાહક એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય. સંપર્કોનો ઉપયોગ કરીને.

હકીકત એ છે કે ઇન્ટરમિટોકોન્ડ્રીયલ સંપર્કો (IMCs) એકબીજા સાથે મિટોકોન્ડ્રિયાના ઊર્જા જોડાણમાં સામેલ છે તે કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સ, કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોશિકાઓ પર શક્ય હતું.

કાર્ડિયાક સ્નાયુ કોશિકાઓનું કોન્ડ્રિઓમ બ્રાન્ચિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવતું નથી, પરંતુ કોઈ ખાસ ક્રમમાં માયોફિબ્રિલ્સ વચ્ચે સ્થિત ઘણા નાના વિસ્તરેલ મિટોકોન્ડ્રિયા દ્વારા રજૂ થાય છે. જો કે, તમામ પડોશી મિટોકોન્ડ્રિયા હાડપિંજરના સ્નાયુમાં સમાન પ્રકારના મિટોકોન્ડ્રીયલ સંપર્કોનો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, ફક્ત તેમની સંખ્યા ખૂબ મોટી છે: સરેરાશ, મિટોકોન્ડ્રિયા દીઠ 2-3 MMC છે, જે મિટોકોન્ડ્રિયાને એક સાંકળમાં બાંધે છે, જ્યાં દરેક લિંક ચેઇન (સ્ટ્રેપ્ટિઓ મિટોકોન્ડ્રીયલ) એક અલગ મિટોકોન્ડ્રીયન છે.

તે બહાર આવ્યું છે કે ઇન્ટરમિટોકોન્ડ્રીયલ કોન્ટેક્ટ્સ (IMCs), કાર્ડિયાક કોશિકાઓની ફરજિયાત રચના તરીકે, તમામ કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓના વેન્ટ્રિકલ્સ અને એટ્રિયાના કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સમાં જોવા મળે છે: સસ્તન પ્રાણીઓ, પક્ષીઓ, સરિસૃપ, ઉભયજીવી અને હાડકાની માછલી. વધુમાં, MMC કેટલાક જંતુઓ અને મોલસ્કના હૃદયના કોષોમાં (પરંતુ ઓછી સંખ્યામાં) મળી આવ્યા છે.

કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સમાં MMC ની માત્રા હૃદય પરના કાર્યાત્મક ભારને આધારે બદલાય છે. પ્રાણીઓની શારીરિક પ્રવૃત્તિમાં વધારો સાથે એમએમસીની સંખ્યામાં વધારો થાય છે અને તેનાથી વિપરીત, હૃદયના સ્નાયુ પરના ભારમાં ઘટાડો સાથે, એમએમસીની સંખ્યામાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે.