Oʼzbekiston respublikаsi oliy vа oʼrtа mаxsus tа'lim vаzirligi fаrgʼonа dаvlаt universiteti tаbiiy fаnlаr fаkulteti biologiyа yoʼnаlishi

l-sxema. Nafas zanjirida ATF sintezi jarayonida sodir bo'ladigan o’zgarishlar.
Organizmda kechadigan uzluksiz hayotiy jarayonlar energiya sarflanishi bilan amalga oshib, bu energiya asosan ATF molekulasi kimyoviy makroergik bog'lari tarzida to'plangan energiya hisobiga amalga oshadi. ATF molekulasi nukleotidlar qatoriga kirib, unda azot asosi - adenin, uglevod - riboza va uchta fosfat qoldig'i mavjud.
Uchkarbon klslotalar siklining substratlar bilan ta'minlanuvi NAD⁺ ning NADH ga FAD⁺ ning FADH₂ ga qadar qaytarilishiga yordam beradi, reoksidlanishda ular nafas olish zanjirini elektrolitlar bilan ta'minlaydi. So'ngra elektronlar nafas olish zanjirining (H₃) ferment komplekslari orqali suvga qaytariladigan kislorodga yetib boradilar. Mitoxondriya ikki membranalari orqali protonlar translakasiyasi jarayonida potensial gradiyenti 150-200mV ga tiklanadigan ATF sintezi ma'lum qismlarda, ya'ni proton kanalidan iborat. ATF sintetazalarda (Fi-subbirlik) amalga oshadi. Ferment protonni Fo-kanal orqali olib o'tadi va ATF hosil qilish bilan ADF ni fosforlaydi, hosil bo'lgan ATF esa adeninnukleotid translokoza (AIIT) yordamida mitoxondriyada tashiladi. AIIT-shakllar mitoxondriyaning SsA-ga sezgir poralari hisoblanadi. NADH ni kislorod bilan oksidlanishini katalizlaydigan NADH-oksidaza sistemasi N3 ning asosiy mexanizmini tashkil etadi. Bu sistema uchta ferment kompleksini o'z ichiga oladi: NADH-CoQ-reduktaza (1-komplekt), CoQH₂-sitoxrom reduktaza (bc₁ kompleksi yoki 3-kompleksi), sitoxrom-oksidaza (4-kompleks). Yana bir kompleks, suksinat- CoQ-reduktaza (suksinat degidrogeneza yoki 2 kompleks) suksinatdan CoQ ga NAD⁺ ishtirokisiz qaytarilish elementlarini o'tkazadi. NADH ning kislorod bilan oksidlanishi matriksdan mitoxondriyaning membranalararo bo'shlig'iga 10 donagacha N⁺-ionlarining o'tishi bilan sodir bo'ladi. Yuqorida sanab o'tilgan komplekslarning har biri membranalar orqali protonlarni translokasiya qilish xususiyatiga ega va shuning uchun ΔµH generator fermentlari hisoblanadi. Mitoxondriya membranalarida ΔµH energiya manbai hisoblanadi, membranalarsiz bo'limlarda bu vazifani ATF yoki boshqa yuqori energetik birikma bajaradi. ΔµN energiyasi qaytar tarzda ATF energiyasiga aylanishi mumkin. Bunday turdagi jarayonlar ATF sintetaza yordamida amalga oshadi.
Qaytariluvchi ekvivalentlar oksidlanadigan substratning redoks potensialidan kelib chiqqan holda nafas olish zanjiriga tushishi mumkin. Agar bu potensial 0.3 V (NADH/NAD⁺ juftining redoks potensiali) atrofida bo'lsa, u holda substratning oksidlanishida butun nafas olish zanjiri ishtirok etadi. Agar oksidlanadigan substratlarning redoks potensiali NADH/NAD⁺ jufti redoks potensialidan manfiyroq bo'lsa, u holda energiya hosil qilish uchun nafas olish zanjiriga vodorodni yetkazish uchun maxsus mexanizmlar qo'shiladi (a- ketoglutaratning oksidlanishi ana shunday fosforlanishga misol bo'ladi). Agar substratning redoks potensiali NAD⁺ nikiga qaraganda pastroq bo'lsa, qaytariluvchi ekvivalentlar nafas olish zanjirining o'rta yoki so'nggi qismida ko'chiriladi. Suksinat (+33 V) va asil SoA ana shu tarzda oksidlanadi. Suksinat va asil SoA-degidrogeneza nafas olish zanjirining bc₁ kompleks darajasida elektronlarga to'yinadilar. Nafas olish zanjirining ma'lum komplekslarida elektrokimyoviy proton potensialini sezilarli darajada o'zgartiradigan, ion kontsentratsiyasi gradiyentini kamaytiradigan va nafas olish hamda fosforlanishini umumlashtiradigan ATF-sintetazalar ingibitorlar (oligomisin) va protonoforlar ko’rsatilgan. Bu agentlarning funksional ahamiyatlari ma'lum bo'lganligi sababli turli sharoitlarda mitoxondriya funksiyalarini sistemali analiz qilishga imkon beradi. mitoxondriyada Ca²⁺ to'planishi uning funksiyalari ichida muhim ahamiyatga ega, chunki sitozoldagi Ca²⁺ ning konsentrasiyasi hujayra ichidagi signalizasiyada muhim ro’l o'ynaydi. Ionlarning kirishi uniportyorlar yordamida elektrogen mexanizm asosida boshqariladi. Mitoxondriyaga kalsiyning kirishi nafas olish zanjiridan proton teshiklari orqali protonlarning chiqarib yuborilishi hisobiga muvozanatlashadi. Natijada, mitoxondriya membranasida ∆µ H ning ortishi hamda ∆µH⁺-∆j ning kamayishi kuzatiladi. Bu esa mitoxondriyalarga kalsiyning кirishiga to'sqinlik qiladi.
Kalsiyning yuqori amplitudada yig'ilishi yurakda kuzatiladi, Jigarda esa bu holat biroz o'zgarishlar bilan sodir bo'ladi. Mitoxondriyalarda kalsiy kiruvchi elektroforetik kirish yo'llari hamda ichki mitoxondrial kalsiyning tashqi vodorod yoki natriy bilan elektroneytral almashinish tizimining mavjudligi bu kationning ichki membrana yoki Na⁺/Ca²⁺ almashinuvi darajasida - qator gormonlar, metobolitlar almashinuvida va boshqa faktorlar ta'sirida mitoxondriyadan kalsiyning intensiv ravishda chiqishi ta'minlanadi. Bunday induktorlar safiga fosfofenilpiruvat, shavelsirka kislotasi, glyukokortikoidlar, qator pestitsidlar va boshqa birikmalar kiradi. Mitoxondriyalardagi kalsiyning tashilishiga bu agentlarning ta'sir mexanizmi klassik umumlashtirgichlar - protonoforlar, ionoforlar va nafas zanjiri buzuvchilarining ta'siridan farq qiladi. Ya'ni, ular membrana potensialini kamaytirish orqali mitoxondriyadan kalsiyning chiqishini kuchaytiradi.Mitoxondriyalarda sodir bo'ladigan transport jarayonlari ancha murakkab amalga oshiriladi. Mitoxondriyalardagi transport tizimlari 2-rasmda ko'rsatilgan.
Ionlarning kirishi uniporterlar yordamida elektrogen mexanizm asosida boshqariladi. Mitoxondriyaga Ca²⁺ ning kirishi nafas olish zanjiridan proton teshiklari orqali protonlarning chiqarib yuborilishi hisobiga muvozanatlanadi.
Natijada, mitoxondriya membranasida ∆µН ning ortishi hamda ∆µН ning kamayishi kuzatiladi. Bu esa mitoxondriyaga Ca⁺ ning kirishiga to'sqinlik qiladi. Ca²⁺ ning yuqori amplitudada yig'ilishi yurakda kuzatiladi. Jigarda esa bu holat bir oz o'zgarishlar bilan sodir bo'ladi.
Mitoxondriyalarga Ca²⁺ ning kirishi elektroforetik yo'l bilan hamda jigarda Ca²⁺/2H⁺ yurakda Na⁺/H⁺ almashlnuvi orqali amalga oshiriladi. Bu ikkala almashinuv tizimi orqali mitoxondrial kalsiyning tashqariga va ichkariga intensiv transport ta'minlanadi. Bu transport tizimida bir qancha gormonlar, metabolitlar va boshqa faktorlar bevosita Ishtlrok etadi. Ushbu faktorlarning ayrimlari Induktor vazifasini bajarsa, boshqalari inglbitor slfatida ta'sir ko'rsatadi. Bunday induktorlar safiga fosfofenolpiruvat, shavelsirka kislotasi, glyukokortikoidlar, qator pestisidlar va boshqa birikmalar kiradi. Mitoxondriyalardagi Ca²⁺ ning tashilishida bu agentlaming ta'sir mexanizmi klassik umumlashtirgichlar-prtoforlar, ionoforlar va nafas yadlardan farq qiiadi, qaysiki membrana potensiali pasaysa, mitoxondriyadan Ca²⁺ ning chiqishini oshiradi.
Ca²⁺ ning mitoxondriyadan chiqishi uning yuqari konsentrasiyalarida sodir bo'ladi, Ca²⁺ ni o'tkazuvchi bunday kanallarni ruteniy qizili yoki uning hosillari bloklab qo'yadi. Ca²⁺ ning mitoxondriyadan chiqishi nafas olishni tezlashtiradigan va mitoxondriyaning yuqori amplitudada N⁺ ga to'yinishi bilan amalga oshadi. 1 mg oqsilga 100 nM Ca²⁺ ning qo'shllishi “umumiy” nafas olishga chaqiradi, bunda mitoxondriyadan Ca²⁺ chiqib, ichki membrananing siklosporinga sezgir Ca²⁺ bilan
boshqariluvchi poralar (SsA-sezgir poralar yoki Ca²⁺ -ga bog'liq megakanal) ning yuqori o'tkazuvchanlik holatida membrananing o'tkazuvchanligini oshiradi.
Shunday qilib, noorganik fosfat ishtirokida mitoxondriyalarda Sa²⁺ ning to'planishi ichki membranada molekulyar og'irligi 1500 D gacha ionlar va gidrofil molekulalarni o'tkazib yuboruvchi selektiv bo'lmagan poralar (kanallar) hosil bo'ladi.
SsA-sezgir рога megakanal bo'lib, u asosan ichki membranada joylashgan, ammo oxirgi ma'lumotlarga ta'yanadigan bo'lsak, ular har ikkala membranani bir- biri bilan bog'lab turadi hamda murakkab tuzilishga ega. Undan 1200 pS gacha bo'lgan ion va molekulalar bemalol o'ta o'ladi. Lining diametri 2 nm ga teng. Ushbu megakanal haqidagi dastlabki mukammalroq ma'lumotlar 1979 yilda Xavort va Xunterlar tomonidan aytiladi. Ular mitoxondriyalarning kalsiy ishtirokida Ca²⁺ -indusirlangan bo'kishini aniqladilar. Ushbu ferment asosida ko'pgina ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda va bu jarayonga ta'sir ko'rsatuvchi aktivator va blokatorlar sifatida ta'sir ko'rsatuvchi biologik faol birikmalarning ta'sir mexanizmlari o'rganildi va o'rganilmoqda.
Shuningdek, adabiyot manbalarida ko'rsatilishicha, mitoxondriyalarning apoptoz va nekrozda ishtiroki juda katta. Aniqrog'i, bu jarayonlarning amalga oshishida asosiy organoid bu mitoxondriyalardir. Mitoxondriya ichki membranasidagi ion kanallari patologik ta'sir ko'rsatuvchi turli xildagi faktorlar uchun mishen hisoblanadi. Kuchli ta'sir natijasida mitoxondriyalar ichki membranasida joylashgan SsA-sezgir poralar tezda zararlanib, ochiq konformasion holatga o'tadi. Natijada normal transport jarayoni izdan chiqib, mitoxondriyaning bo'kishi yuzaga keladi. Keyin ular yorilib ichidagi apoptotik va nekrotik qoldiqlar sitoplazma bo'shlig'iga chiqariladi, bu zaharli qoldiqlar yadroga ta'sir ko'rsatadi va hujayra apoptotik yoki nekrotik o'limi yuzaga keladi.
Membranalarning depolyarizatsiyasi mitoxondriyaning funksional holatining buzilishiga sabab bo'ladi. Shunisi ahamiyatliki, depolyarizatsiya biror-bir jarayonga nisbatan spetsifik hisoblanmaydi. Kalsiy yoki kaliy ionlarining oqimi membranalar depolyarizatsiyasiga olib keladi, ya'ni kanali ochadi. SsA-sezgir porani yuqori o'tkazuvchanlikka olib keladi yoki protonoforlardek ta'sir qilib, membaranalar orqali protonlarni tashiydi, ΔΨ_m ni pasaytiradi. Intakt nafas olish zanjiri depolyarizatsiya bo'lishi bilan maksimal ravishda kislorod ola boshlaydi. Bunday sharoitlarda sintezning harakatlantiruvchi kuchi ATF hisoblanadi va ATF teskari yo'nalishda ishlovchi F₀F₁-ATF sintetaza tomonidan sarflanadi. ATF- sintetazaning muvozanati ΔΨ_m vа АTF/АDF+P₁ nisbat bilan belgilanadi. Depolyarizatsiyaga javoban, fermentning aktivligi ATF-azalik aktivlikka o'zgaradi, ya'ni ferment ATF ni gidrolizlaydi va protonlarni tashqariga olib chiqadi. Fosforlanish substrati kislorod yoki uglevodorod shakarining yo'qotilishi yoki ingibitorlar ta'sirida nafas zanjiri nafas olishni to'xtatadi. Shunday qilib, hujayralarning energiya stansiyasining o'zlari ATF zanjirlarini tamomlaydi va hujayra falokatini tezlashtiradi.