Ny andraikitry ny Mitokondria amin'ny fizotran'ny fifohana rivotra sela
Matetika ny Mitokondria no antsoina hoe "mpamokatra herinaratra" an'ny sela satria izy ireo no mamokatra ny ankamaroan'ny angovo ilaina amin'ny fiainana. Io angovo io dia ampiasaina amin'ny dingana isan-karazany, manomboka amin'ny fihenan'ny hozatra sy ny fitaterana ireo zavatra miampita ny fonon-taolana ka hatramin'ny fizarazaran'ny sela sy ny fananganana molekiola tena ilaina. Ao anatin'ny toe-javatra biolojika, ny angovo azo ampiasain'ny sela mivantana dia amin'ny endrika ATP (adenosine triphosphate). Ny ankamaroan'ny ATP dia vokarina amin'ny alàlan'ny fifohana rivotra sela, ary ny mitochondria dia mitana anjara toerana lehibe amin'io dingana io.
Rafitra Mitokondrialy ho toy ny Asa Fanohanana
Mba hahatakarana ny asan'ny mitochondria amin'ny respiration sela, dia zava-dehibe ny mahatakatra ny rafitra fototra ananany. Manana fonon-taolana roa ny mitochondria: fonon-taolana ivelany mora idirana ary fonon-taolana anatiny mifantina kokoa. Ny fonon-taolana anatiny dia mamorona vala antsoina hoe cristae. Ireo vala ireo dia mampitombo ny velaran'ny fonon-taolana anatiny, ka manome toerana bebe kokoa ho an'ny fihetsika mamokatra ATP.
Ao anatin'ny fonon-taolana anatiny no misy ny matrisin'ny mitochondria, ranoka matevina misy anzima tena ilaina, ADN mitochondria, ary ribosomes. Ny fisian'ny ADN sy ribosomes dia manondro fa ny mitochondria dia manana fahafahana voafetra amin'ny famoronana proteinina sasany samirery, na dia mbola voafehin'ny ADN nokleary ao amin'ny sela aza ny ankamaroan'ny proteinina ao aminy. Ny habaka eo anelanelan'ny fonon-taolana ivelany sy anatiny dia antsoina hoe habaka intermembrane, izay mitana anjara toerana lehibe amin'ny fiforonan'ny gradient prôtôna mandritra ny fifohana rivotra.
Tsy endrika fotsiny ity rafitra misy sosona ity, fa endrika mifanaraka tsara amin'ny fanatanterahana ny dingana sarotra sy maro dingana amin'ny fifohana rivotra sela.
Topimaso momba ny Respiration Cellules
Ny fifohana rivotra amin'ny sela dia andiana fihetsika simika izay mandrava ny molekiola sakafo—matetika indrindra ny gliokaozy—mba hamokarana ATP. Azo zaraina ho dingana lehibe maromaro ity dingana ity: glycolysis, pyruvate oxidation, ny tsingerin'ny Krebs (tsingerin'ny asidra sitrika), ny rojo fitaterana elektrôna, ary ny phosphorylation oxidative. Amin'ireo dingana ireo, ny glycolysis dia mitranga ao amin'ny cytoplasm, raha toa kosa ny dingana manaraka dia mitranga ao amin'ny mitochondria. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny mitochondria no foibe lehibe amin'ny famokarana angovo aerobika.
Ny anjara asan'ny Mitokondria aorian'ny Glikolisisy
Ny glikolisisy dia mamaky molekiola gliokaozy iray ho molekiola pyruvate roa, ka mamokatra ATP sy NADH kely. Na izany aza, ny ATP vokarin'ny glikolisisy irery dia tsy ampy hamenoana ny filàn'ny ankamaroan'ny sela amin'ny angovo. Eto no idiran'ny mitochondria.
Miditra ao amin'ny mitochondria ny pyruvate avy amin'ny glycolysis amin'ny alalan'ny proteinina fitaterana manokana ao amin'ny fonon'ny sela anatiny. Ao anatin'ny matrix, ny pyruvate dia mandalo oxidation pyruvate (antsoina koa hoe bridging reaction) ho Acetyl-CoA. Io dingana io dia mamokatra NADH ary mamoaka CO₂ ho vokatra azo avy amin'izany. Ny Acetyl-CoA no "tapakila fidirana" amin'ny dingana manaraka, ny tsingerin'ny Krebs.
Tsingerin'ny Krebs ao amin'ny Matrisy Mitokondrialy
Ao amin'ny matrisin'ny mitochondria no mitranga ny tsingerin'i Krebs ary mikendry ny haka angovo fanampiny avy amin'ny acetyl-CoA. Amin'ity tsingerina ity, ny acetyl-CoA dia miara-miasa amin'ny oxaloacetate mba hamorona citrate, izay avy eo dia mandalo andiana fihetsika anzima mba hiverina ho oxaloacetate. Mandritra ity dingana ity, dia avoaka ny CO₂ ary miforona ireo molekiola mpitondra elektrôna manana angovo avo lenta toy ny NADH sy FADH₂. Ny tsingerin'i Krebs koa dia mamokatra ATP (na GTP) kely dia kely, miankina amin'ny karazana sela.
Na dia mamokatra ATP aza ny tsingerin'i Krebs, ny anjara biriky lehibe indrindra amin'ny angovon'ny sela dia avy amin'ny vokatra NADH sy FADH₂. Ireo molekiola roa ireo dia mitondra elektrôna mahery vaika izay hampiasaina amin'ny dingana manaraka.
Rojo fitaterana elektrôna ao amin'ny fonon'ny mitochondria anatiny
Ny fonon'ny mitochondria anatiny no toerana misy ny rojo fitaterana elektrôna (ETC), tambajotra sarotra misy proteinina sy molekiola mitondra elektrôna. Ny elektrôna avy amin'ny NADH sy FADH₂ dia afindra avy amin'ny complex iray mankany amin'ny manaraka. Io famindrana elektrôna io dia mamoaka angovo tsikelikely, fa tsy indray mandeha, ka ahafahana mampiasa azy amin'ny fomba mahomby.
Ny angovo avoaka dia ampiasaina hanosika ireo iôna H⁺ (prôtôna) avy amin'ny matrisy mankany amin'ny habaka intermembrane. Izany dia miteraka fahasamihafana eo amin'ny fifantohan'ny prôtôna sy fiampangana elektrika eo amin'ny matrisy sy ny habaka intermembrane. Io fahasamihafana io dia antsoina hoe gradient elektrokimia na hery manosika prôtôna. Io gradient io dia maneho ny "angovo mety hitranga" izay ampiasaina avy eo mba hamokarana ATP be dia be.
Amin'ny faran'ny rojo fitaterana elektrôna, dia eken'ny oksizenina (O₂) ny elektrôna ary mifangaro amin'ny prôtôna mba hamorona rano (H₂O). Izany no mahatonga ny oksizenina ho tena ilaina amin'ny fifohana rivotra aerobika: raha tsy misy oksizenina ho mpandray elektrôna farany, dia hijanona ny rojo fitaterana elektrôna, ary hihena be ny famokarana ATP.
ATP Synthase sy Oxidative Phosphorylation
Anzima lehibe tafiditra ao anatin'ny fonon'ny mitochondria anatiny ny ATP synthase. Miasa toy ny turbine molekiola ity anzima ity. Rehefa miverina avy ao amin'ny habaka intermembrane mankany amin'ny matrix amin'ny alàlan'ny ATP synthase ny prôtôna, dia ampiasaina hampifangaroana ny ADP sy ny phosphate inorganika (Pi) ny angovon'ny fikorianan'ny prôtôna mba hamorona ATP. Ity dingana fananganana ATP ity, tarihin'ny oksidasiôna NADH/FADH₂ sy ny fikorianan'ny prôtôna, dia antsoina hoe phosphorylation oxidative.
Ny phosphorylation oxidative dia mandray anjara betsaka amin'ny ATP amin'ny respiration sela aerobika. Amin'ny ankapobeny, ny molekiola gliokaozy iray dia afaka mamokatra ATP eo amin'ny 30–32 eo ho eo (miovaova io isa io arakaraka ny toe-javatra misy ny sela sy ny karazana "shuttle" izay mitondra ny NADH cytoplasmika mankany amin'ny mitochondria). Amin'izany, ny ampahany lehibe indrindra dia avy amin'ny asan'ny rojo fitaterana elektrôna sy ny ATP synthase ao amin'ny mitochondria.
Nahoana no zava-dehibe i Krista?
Ny cristae dia valan'ny fonon-taolana anatiny izay manitatra ny velaran-tany izay misy ny rojo fitaterana elektrôna sy ny ATP synthase. Arakaraka ny maha betsaka ny cristae no maha lehibe kokoa ny velaran-tany ho an'ny fihetsika mamorona ATP. Izany no mahatonga ny sela mila angovo be dia be - toy ny sela hozatry ny fo - hanana mitochondria maro sy cristae efa mandroso tsara. Io rafitra io dia mampiseho fifandraisana mivantana eo amin'ny filàn'ny sela angovo sy ny fahafahan'ny mitochondria mamokatra ATP.
Mitokondria sy ny fandrindrana ny metabolisman'ny angovo
Ankoatra ny famokarana ATP, ny mitochondria koa dia mitana anjara toerana amin'ny fandrindrana ny metabolisman'ny sela. Afaka manitsy ny tahan'ny fifohana rivotra araka ny filàn'ny angovo ny mitochondria. Rehefa mila angovo bebe kokoa ny sela, dia mitombo ny tahan'ny fanjifana ATP, mitombo ny famokarana ADP, ary miha-hafainganina ny phosphorylation oxidative. Mifanohitra amin'izany kosa, raha mihena ny filàna angovo, dia mihena ihany koa ny tahan'ny fifohana rivotra. Noho izany, ny mitochondria dia tsy vitan'ny hoe "mamokatra" angovo fotsiny fa manampy amin'ny fitazonana ny fifandanjan'ny angovon'ny sela ihany koa.
Fiantraikan'ny fikorontanan'ny fiasan'ny mitochondria
Raha simba ny fiasan'ny mitochondria, dia mihena ny famokarana ATP ary mety hiharan'ny fihenjanana ara-angovo ny sela. Amin'ny toe-javatra sasany, ny mitochondria dia afaka mamokatra radika afaka (ROS) ho vokatra azo avy amin'ny rojo fitaterana elektrôna. Amin'ny fatra voafehy, ny ROS dia afaka mitana anjara toerana amin'ny famantarana ny sela, saingy ny fatra tafahoatra dia mety hanimba ny proteinina, lipida ary ADN. Ny fahasimban'ny mitochondria dia matetika mifandray amin'ny aretina ara-pahasalamana isan-karazany sy ny fahanterana, na dia mihoatra ny fifohana rivotra aza ny resaka.
Famaranana
Mitana anjara toerana lehibe amin'ny respiration sela aerobika ny Mitokondria amin'ny alàlan'ny fanatanterahana ireo dingana manan-danja manaraka ny glycolysis, indrindra ny oxidation pyruvate, ny tsingerin'ny Krebs, ny rojo fitaterana elektrôna, ary ny phosphorylation oxidative. Ny rafitra miavaka amin'ny mitochondria—miaraka amin'ny fonon-taolana anatiny miforitra izay mamorona cristae, matrix, ary habaka intermembrane—dia manohana ny famokarana ATP mahomby amin'ny alàlan'ny fiforonan'ny gradient proton sy ny fiasan'ny ATP synthase. Amin'ny alàlan'ireo dingana ireo, ny mitochondria dia manome ny angovo ilaina ho an'ny sela mba hanatanterahana ny asan'ny fiainana. Noho izany, ny fahatakarana ny asan'ny mitochondria amin'ny respiration sela dia midika hoe fahatakarana ny iray amin'ireo mekanisma fototra amin'ny fiainana amin'ny ambaratonga sela.
