Биоэнергетика клетки

Как выбрать окна правильно, доставка и установка бесплатно стеклянные двери москва.

Журнал НИЖ (№1, 1974)

Автор: Доктор биологических наук А. Ясайтис и сотрудник отдела биоэнергетики Межфакультетской лаборатории МГУ С. Остроумов.

Рубрика: Наука. Вести с переднего края

И. С. Кулаевым с сотрудниками обнаружено, что пирофосфатсинтетаза имеется также у митохондрий наряду с АТФ-синтетазой. Если эти данные подтвердятся и для хлоропластов, то монополия АТФ как единственного универсального микроаккумулятора энергии будет частично ограничена. Еще один биоэнергетический механизм, до последнего времени казавшийся абсолютно универсальным, по последним сведениям может иметь альтернативу. Появились сообщения, что стандартная схема фотосинтетического образования АТФ с участием хлорофилла и цепи переноса электронов «отвергнута» бактериями соляных озер. Эти бактерии, вероятно, ведут синтез АТФ с помощью родопсиноподобного белка (родопсин— окрашенный белок, занимающий ключевую позицию в механизме зрения млекопитающих), который трансформирует энергию света в мембранный потенциал без посредства цепи переноса электронов. Будущие исследования должны подтвердить или опровергнуть эту сенсационную новость. Во всяком случае, мы видим, что представления исследователей о процессах энергообеспечения жизненных процессов все более углубляются и дают в наши руки действенное орудие управления ими.
Схема преобразования энергии, выделяющейся при переносе элентронов, в энергию, запасенную в АТФ. Электрическое поле и разность концентраций ионов водорода на внешней и внутренней сторонах мембраны, преобразующей энергию. Симметрия перехода электронов на более высокий энергетический уровень при фотосинтезе и возврата на исходный энергетический уровень при дыхании. Системы переноса электронов на более высокий энергетический уровень локализованы в хлоропластах. В итоге энергия света аккумулируется в продуктах фотосинтеза — углеводах. Последние при участии пиридиннуклеотидов отдают «богатые энергией» электроны в цепи переноса электронов, расположенные в митохондриях животных и растений. При потоке электронов на исходный энергетический уровень энергия накапливается в молекулах АТФ. В суспензии мембранных частиц, несущих поле, ориентированное так, что отрицательный потенциал находится внутри, а положительный снаружи, происходит поглощение положительно заряженных катионов и выброс анионов (1). Такие явления наблюдали в суспензии митохондрий. Частицы с мембранным потенциалом противоположной ориентации («плюс» внутри) вызывают противоположные эффекты: выброс катионов и поглощение анионов (2). Использование энергии электрического поля и градиента концентрации ионов водорода для синтеза АТФ. Ферментный комплекс, синтезирующий АТФ (так называемая АТФ-синтетаза или АТФ-аза), создает возможность ионам водорода «вернуться» в пространство слева от мембраны, где их меньше, чем в пространстве справа. При этом уменьшается разность концентрации протонов, а также электрическое поле. Их энергия запасается АТФ-азой в молекулах одновременно синтезируемой АТФ. Два основных механизма создания электрического поля на мембране.
1— поле создается вследствие переноса электрона от молекулы фермента А к молекуле фермента В. А и В — компоненты цепи переноса электронов. Существенно, что А и В находятся у разных сторон мембраны: А ближе к наружной поверхности,
В ближе к внутренней.
2— поле образуется вследствие деятельности так называемой «протонной помпы», транспортирующей ионы водорода через мембрану.
Опыты, иллюстрирующие наличие электрического поля на мембранах митохондрий и бактерий. Кванты света, взаимодействуя с молекулами хлорофилла в хлоропластах, вызывают перестройку электронной структуры молекул хлорофилла. Затем электроны, спускаясь на более низний энергетичесний уровень по цепи переноса электронов, отдают свою энергию для синтеза АТФ. Определенная часть электронов, перешедших на высокий энергетический уровень, накапливается в молекулах восстановленного пиридиннуклеотида (фотосистема 1).

Количество просмотров: 3575