Митохондриялы днқ
Клетканың басқа органеллаларынан ерекшелігі митохондриялардың өзіндік ДНҚ-сы бар, ядро ДНҚ-нан айырмашылығы бар және ерекше митохондриялы гендерді кодтайды. Митохондриялы ДНҚ қасиеттері:
үлкен емес және 16,5 кб-жуықтай, шамамен ядродағы ДНҚ-дан 105 есе кіші.
Сақыиналы және 2 рибосомды РНҚ, 22 тасымалдаушы РНҚ (т-РНҚ) және 13 ақуыздарды кодтайды.
Аминқышқылдарды анықтайтын митохондрияның генетикалық коды, ядролы ДНҚ- кодынан аздап ерекшеленеді. Мысалыға, митохондриялы кодта өзгертілетін стоп-кодонның болуы. Бұл органелла, ақуыздарды синтездейтін органеллада қолданатын және митохондриялы м-РНҚ ақуызында кодталатын рибосомаларды функционирлеуге қабылеті бар, үлкен ферментті комплекстердің суббірлігін құрайды. Митохондрия интерфаза кезінде болатын ДНҚ репликациясынан кейін, клеткалық цикл кезінде бөлінеді. Бұл репликация клетканың S-фазасымен байланысты емес. Митохондрияның бөлінуі екіге тартылу арқылы жүзеге асады. Ішкі митохондриялды мембраналарда сақиналы өзекшелердің пайда болуымен басталады.
Сыртқы және ішкі митохондриялы мембраналар.
Екі мембранамен қоршалған митохондрияның екі қуысы және төрт мембраналық беті болады. Сыртқы мембрана порин ақуызынан тұрады. Бұл ақуыз өлшемі 5000 дальтонға дейін молекулалардан, алғашқы қуысқа өтетін диаметрлі поралардан тұрады. Иондар, аминқышқылдар, қанттаржәне басқа цитозольді компоненттер кедергісіз бірінші мембранааралық кеңістікке өтеді. Осы кеңістікте тоқталған ферменттер тобы нуклеотидтер мен нуклеотид қанттарын фосфорирлейді.
Ішкі мембранада митохондрияның ішкі қуысына қарай бағытталған көптеген қатпарлар түзілген. Ішкі мембрананың қатпарлары кристалар (лат. «криста»- тарақша, өсінді) деп аталады. Митохондриялардың көпшілігінде олар көлденең бағытта орналасады да кейбіреулері тармақталып тұрады. Әр түрлі клеткалар митохондрияларындағы кристалардың саны бірдей болмайды: олардың саны бірнеше оннан, әзіресе белсенді қызмет ететін клеткалардың митохондрияларында көп болады.
Митохондриялы матрикс
Митохондриялы матрикс маңызды роль атқарады. Ішкі мембрананың матриксті беті АТФ-ты синтездеуге қатысатын ақуызды комплексі бар. Үлкен метаболизді ферменттер саны митохондриялы матриксте орналасады, липидтерді тотықтандыруға, көмірсутегін тотықтандыруға, үшкарбонды қышқылдар цикліне, немесе Кребса цикліне қатысатын ферменттер орналасады. Бұдан басқа матриксте митохондриялды ДНҚ транскрипциялау үшін қажетті рибосомалар, т-РНҚ және экспрессиялануға лайықты гендер жинақталады. Бұл гендердің саны біршама аз, ядрода орналасқан гендермен салыстырып қарасақ.
Митохондриялды шаперондар.
Митохондрия үшін арналған, қайтадан синтезделінген ақуыздар импортқа дайындалу кезінде басқа цитозолді ақуыздар класымен байланысады. Бұл ақуыздардың бірнеше түрлері бар, олар шаперондар деп аталады. Олар барлық клеткалық органеллаларда және цитоплазмада болады. Шаперондардың дұрыс оралуын (фолдинг) қамтамасыз етеді және басқа ақуыздардың соңғы конформациясын және клетка мен ағзаның денсаулығы үшін қажетті.
Шаперондар барлық ағзаларда – бактериядан бастап сүтқоректілерде де табылды. Кейбір жағдайларда бұл ақуыздар басқаша аталады. Шаперондардың тұқымдасының біреуі жылылық шокты ақуыз (hsp) деп аталады. Оларды кездейсоқ тапты: белгілі ақуыздарды зерттеушілер жеміс шіркейі клеткасында, ашты температураны бар жоғы бірнеше градусқа көтерген кезде синтезделінеді.
Жылылық шокты ақуыздар үлкен түрішілік тұрақтылығы бар, және барлық клеткаларда экспрессирленеді. Олардың транскрипциясы мен трансляциясы сыртқы ортаның төтенше жағдайы кезінде едәуір артады. Шаперондар жылылық стресс жағдайында ақуыздардың дұрыс оралуы үшін қажетті.
Шаперондар қалай жұмыс істейді.
Шаперондар барлық органеллаларда және цитоплазмада табылды. Ақуыздар-шаперондар полипептидтердің белсенді бетімен негізінен байланысу жолымен әрекеттеседі, мысалы, гидрофильді бетімен. Шаперондар бұл белсенді беттерді қоршайды және агрегациядан сақтайды, полипептидті шынжырдың дұрыс қалануын жеңілдетеді.
Шаперондардың кейбір сипаттамасы
1. Көптеген ағзаларда болады: бактериядан адамға дейін;
2. Көбісі жылылық шокты ақуыз деп атайды (hsp);
3. Қайтадан синтезделінген ақуыздарды денатурациялау жағдайы кезінде кейбіреулері себепші болады.
4. Олар жазылған және оралған ақуыздармен байланысады;
5. Көптеген шаперондар АТР-азды белсенділікпен АТР немесе АДР-тартатын, ақуыз-шаперонмен өзара көмектесе әрекет жасауға ие болады;
6. Әртүрлі клеткалар бөліктерінде: цитозоль, митохондрия, ЭПР қуысында табылады.
Пероксисомалар
Құрылысы және қызметі: клиникамен корреляциялау.
Көпшілік эукариотты клеткаларда табылған пероксисомалар мембранамен қоршалған органеллалар. Пероксисомалардың көлденең кесіндісін қарайтын болсақ, пішіні домалақ, бірақ сериялы кесіндіде құрылысы тарам-тарам екені көрінді.
Пероксисомаларда үлкен концентрацияда болатын каталаза ферментті сутек пероксидін (СН2О2) оттегіне және суға ыдыратады. Бұл түрдегі тотықтындыратын реакция әсіресе бауыр мен бүйрек клеткалары үшін маңызды, оларда көптеген детоксикация реакциясы болады. Мысалы, гепатоциттердегі пероксисомалар ішкен ішімдікті зиян келтірмейтіндей етіп, оны сірке су альдегидіне айналдырады.
Пероксисомалар тағы да B-тотықтыруға қатысады. Бұл тотықтандыру май қышқылының екі көмірсутекті ферментке ыдырауына алып келеді, олар басқа клетка бөлімдері үшін құрылыс материалы ретінде қолданылады. Пероксисомалар шамамен 50 ферменттерден тұрады, олар метаболизмнің әртүрлі жолдарына қатысады.