معلومة

ما هو الغرض من غشاء الميتوكوندريا الخارجي؟

ما هو الغرض من غشاء الميتوكوندريا الخارجي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الغرض من الميتوكوندريا هو توليد ATP ، باستخدام تدرج كيميائي عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي. تُضخ البروتونات من الميتوكوندريا إلى الفضاء بين الغشاء ، ولكن نظرًا لأن غشاء الميتوكوندريا الخارجي شديد النفاذية للأيونات ، فإن الرقم الهيدروجيني للحيز بين الغشاء يتوازن بسرعة مع بقية الخلية. بما أن الغشاء الخارجي على ما يبدو لا يساهم في الحفاظ على هذا التدرج الكيميائي ، فما هو الغرض منه؟ يبدو أنها زائدة عن الحاجة بشكل مضاعف في البلاستيدات الخضراء لأن نقل H + لا يحدث حتى عبر الغشاء الداخلي.


أصول الهيكل

في الأصل ، كان الغشاء الخارجي للميتوكوندريا (MOM) ناتجًا عن بكتيريا يمكن أن تعيش في حويصلة مكونة من غشاء البلازما.

هذا يفسر سبب تشابه غشاء البلازما و MOM من الناحية الهيكلية ، ومع ذلك ، فإن البروتينات الموجودة في أي منهما تعني أن وظائفهما مختلفة تمامًا.

الأهمية الوظيفية.

تعتبر MOM في الواقع أكثر تعقيدًا بكثير من المخلفات التطورية وهي ضرورية للخلايا الحديثة من خلال تنظيم ما يتعرض له الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. تلعب MOM هذا الدور باستخدام porins. في الواقع ، إذا تم تعطيل بورينات MOM ، تموت الخلية بأكملها (Chipuk وآخرون، 2006). بالإضافة إلى ذلك ، تسمح MOM بربط مادي بين ER والميتوكوندريا يسمى غشاء ER المرتبط بالميتوكوندريا (MAM). تعد MAM ضرورية لتحويل $ {Ca} ^ {2+} $.

وبالتالي ، فإن غشاء MAM يدمج تحويل الإشارة مع مسارات التمثيل الغذائي لتنظيم الاتصالات والتفاعلات الوظيفية بين ER والميتوكوندريا. (هاياشي وآخرون, 2009)

إجابة: تعد MOM ضرورية في تنظيم ما تتعرض له MIM ، وتسمح بالإشارة بين ER والميتوكوندريا.


لست متأكدًا من قدرتي على المساعدة كثيرًا ، ولكن على حد علمي يرتبط غشاء الميتوكوندريا الخارجي أيضًا بالشبكة الإندوبلازمية. هذا يساعد الدهون (بصرف النظر عن البروتينات) على دخول الميتوكوندريا لأن هذه الدهون تنشأ من ER. الأهم من ذلك ، أن الغشاء الخارجي يحتوي على بروتينات متكاملة تسمى porins موجودة والتي تساعد في حركة الجزيئات في الميتوكوندريا. الغشاء الخارجي مطلوب أيضًا لأنه منفذ لجزيئات المغذيات بينما الغشاء الداخلي ليس كذلك.


الميتوكوندريا: التعريف والهيكل ووظيفة أمبير (مع رسم بياني)

تقوم الخلايا حقيقية النواة للكائنات الحية باستمرار بعدد كبير من التفاعلات الكيميائية للعيش والنمو والتكاثر ومقاومة الأمراض.

كل هذه العمليات تتطلب طاقة على المستوى الخلوي. تحصل كل خلية تشارك في أي من هذه الأنشطة على طاقتها من الميتوكوندريا ، وهي عضيات صغيرة تعمل كمراكز قوة للخلايا. المفرد في الميتوكوندريا هو الميتوكوندريا.

في البشر ، لا تحتوي خلايا مثل كريات الدم الحمراء على هذه العضيات الدقيقة ، لكن معظم الخلايا الأخرى بها أعداد كبيرة من الميتوكوندريا. على سبيل المثال ، قد تحتوي خلايا العضلات على المئات أو حتى الآلاف لتلبية احتياجاتها من الطاقة.

تقريبا كل كائن حي يتحرك أو ينمو أو يفكر لديه ميتوكوندريا في الخلفية ، مما ينتج الطاقة الكيميائية اللازمة.


تعمل الوحدات الفرعية الغشائية المحيطية لمركب SAM بشكل مستقل في التكوين الحيوي للغشاء الخارجي للميتوكوندريا

تعمل آلية الفرز والتجميع (SAM) المعقدة في تجميع بروتينات بيتا برميل في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا. إنه مرتبط بآلة Omp85 / YaeT في الأغشية الخارجية البكتيرية ، لكن مركب SAM حقيقي النواة يتميز بوحدتين فرعيتين محيطيتين ، Sam37 و Sam35 ، التي تقع على الوجه الخلوي للمجمع. وظيفة هذه الوحدات الفرعية في تجميع بروتين بيتا غير واضحة حاليًا. من خلال فحص مكتبة من طفرات sam35 ، نظهر أن 13 أليلاً مميزًا تم قمعها على وجه التحديد من خلال الإفراط في التعبير عن SAM37. يُظهر اثنان من هذه المسوخ ، sam35-409 و sam35-424 ، أنماطًا ظاهرية مميزة تمكننا من التمييز بين وظيفة Sam35 ووظيفة Sam. مطلوب Sam35 لمركب SAM لربط بروتينات ركيزة الغشاء الخارجي: عدم استقرار Sam35 يمنع ارتباط الركيزة بواسطة Sam. يعمل Sam37 بعد Sam35 ، على ما يبدو للمساعدة في إطلاق الركائز من مجمع SAM. تحيط بيئات مختلفة جدًا بالبكتيريا والميتوكوندريا ، ونناقش دور Sam35 و Sam37 من حيث المشكلات الخاصة بركائز بروتين الميتوكوندريا.

الأرقام

Sam37 هو القامع متعدد النسخ ...

Sam37 هو القامع متعدد النسخ لـ سام 35 الأليلات. (أ) Δ سام 35 معربا عن الخلايا ...

توصيف sam35-424 . (أ)…

توصيف sam35-424 . (أ) الخلايا التي تعبر عن النوع البري SAM35 أو sam35-424 نمت ...

الإفراط في التعبير عن Sam37 يقمع ...

يؤدي الإفراط في التعبير عن Sam37 إلى قمع الأنماط الظاهرية لـ sam35-424 من خلال العمل كتجمع ...

الإفراط في التعبير عن Sam37 يقمع ...

يؤدي الإفراط في التعبير عن Sam37 إلى قمع النمط الظاهري لـ sam35-409 بالحفاظ على مستوى ...

استعادة TOM و ...

ترميم مجمعي TOM و SAM في sam35-409 عن طريق الإفراط في التعبير عن Sam37 ...

مستويات منخفضة للغاية من Sam35 ...

تساهم المستويات المنخفضة للغاية من Sam35 في الأنماط الظاهرية لـ Δ سام 37 الخلايا. (أ)…

مجمع Sam35 – Sam50 يكفي لـ ...

مجمع Sam35 – Sam50 كافٍ لربط وتجميع ركائز برميل. (أ) الميتوكوندريا ...

تمثيل تخطيطي لبروتين بيتا ...

تمثيل تخطيطي لتجميع بروتين البرميل في البكتيريا والبشر والخميرة. في البكتيريا ، ...


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


الحمض النووي للميتوكوندريا

الميتوكوندريا هي العضيات الوحيدة التي لديهم الحمض النووي الخاص بهم بخلاف النواة (في الخلايا النباتية ، تمتلك البلاستيدات الخضراء الحمض النووي الخاص بها أيضًا). الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) دائري (يشبه إلى حد بعيد الحمض النووي البكتيري) ويتم تخزينه في المصفوفة. يمكن أن تحتوي ميتوكوندريا واحدة على 2-10 نسخ من الحمض النووي الخاص بها.

بالمقارنة مع الحمض النووي النووي ، فإن الحمض النووي للميتوكوندريا أقصر بكثير ، حيث يشفر 37 جينًا فقط. هذه الجينات الـ 37 تنتج 13 بروتينًا لصنع مكونات سلسلة نقل الإلكترون ، و 2 rRNAs و 22 tRNAs فريدة للميتوكوندريا. جينوم الميتوكوندريا ليس سوى جزء صغير من الحمض النووي في خلية حقيقية النواة ، ومعظم الحمض النووي موجود في نواة الخلية (DNA النووي).

ملاحظة: في عام 2001 ، تم اكتشاف البروتين المشفر الرابع عشر لـ mtDNA المسمى humanin. تبين أن هذا الببتيد القصير له تأثيرات اعصاب وعاقية للخلايا.

[في هذا الشكل] تحتوي الخلايا الحيوانية على مجموعتين من الجينومات: واحدة من النواة والأخرى من الميتوكوندريا.

يشفر الحمض النووي للميتوكوندريا اثنين من الرنا الريباسي (12S و 16S) للوحدات الفرعية الكبيرة والصغيرة من ريبوسومات الميتوكوندريا (الميتوريبوسومات). يحتوي mtDNA أيضًا على 22 tRNA. بخلاف هذه ، فإن جميع بروتينات الميتوكوندريا الأخرى (تقدر بـ 1500 نوع من البروتينات المختلفة) يساهم بها الحمض النووي النووي ، بما في ذلك DNA و RNA polymerase لتكرار ونسخ mtDNA.

[في هذا الشكل] خريطة الحمض النووي البشري للميتوكوندريا مع 37 منطقة ترميز (13 بروتينًا ، 2 rRNAs ، 22 tRNAs) على خيوط H و L الخاصة بهم.
في البشر ، يشكل الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) جزيئات دائرية مغلقة تحتوي على 16569 زوجًا أساسيًا من الحمض النووي.
رصيد الصورة: ويكي.

الميتوكوندريا ، وبالتالي الحمض النووي للميتوكوندريا ، موروثة فقط من الأم. وذلك لأن الحيوانات المنوية توفر الحمض النووي الخاص بها فقط ، بينما تأتي جميع العضيات الأخرى ، بما في ذلك الميتوكوندريا ، من البويضة. يتم تدمير أي حمض نووي ميتوكوندريا يساهم به الأب بشكل فعال بعد أن يندمج الحيوان المنوي مع البويضة. وراثة الميتوكوندريا غير مندلية ، حيث تفترض الوراثة المندلية أن نصف المادة الوراثية للبويضة المخصبة مستمدة من كل والد.

[في هذا الشكل] مقارنة الميراث النووي والميتوكوندريا.

يوفر التنميط الجيني للحمض النووي للميتوكوندريا تاريخنا الجيني

كل منا لديه DNA الميتوكوندريا (mtDNA). نظرًا لأن الحمض النووي للميتوكوندريا موروث من والدتك - وقد تلقته من والدتها ، وما إلى ذلك - فقد يلقي الضوء على الأصول القديمة لأسلافك الأم.

إصلاح الحمض النووي ضعيف في mtDNA بحيث يمكن أن تتراكم mtDNA الطفرات غير الضارة (أو تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة ، SNP في المناطق المتغيرة لـ mtDNA) أسرع بكثير من الحمض النووي. في غضون بضعة آلاف من السنين ، تكون هذه الطفرات المكتسبة في mtDNA كافية لتمييز الفرد عن المجموعات البشرية المختلفة. مجموعات هابلوغرام الميتوكوندريا (تُعرف أيضًا باسم مجموعة هابلوغروب الأم) هي عائلات من أنواع الحمض النووي للميتوكوندريا والتي تعود جميعها إلى طفرة واحدة في مكان وزمان محددين. من خلال تسلسل mtDNA الخاص بنا ، يمكن لشركات مثل 23andMe معرفة كيفية هجرة أسلافنا القدامى في جميع أنحاء العالم من خلال التوزيع الجغرافي لأنواع mtDNA.

[في هذا الشكل] خريطة هجرة مجموعات هابلوغرام الحمض النووي للميتوكوندريا.
يدعم هذا الدليل الجيني فكرة أن المجموعة الرئيسية لأسلافنا جاءت من إفريقيا منذ حوالي 200000 عام وأننا لم ننحدر من إنسان نياندرتال. ينحدر الحمض النووي للميتوكوندريا من مجموعة سلفية مشتركة من "حواء الميتوكوندريا" أو "حواء أفريقية".
مصدر الصورة: TranspacificProject.com

أمراض الحمض النووي للميتوكوندريا

أمراض الميتوكوندريا هي مجموعة من الاضطرابات التي تسببها الميتوكوندريا المختلة وظيفيًا. قد تحدث اضطرابات الميتوكوندريا بسبب الطفرات (المكتسبة أو الموروثة) في الحمض النووي للميتوكوندريا أو الجينات النووية المشفرة لمكونات الميتوكوندريا. قد تكون أيضًا نتيجة لأدوية أو عدوى أو أسباب بيئية أخرى.

عندما يتم نسخ mtDNA عندما تتكاثر الميتوكوندريا ، يمكن أن تتراكم الطفرات العشوائية ، وهي ظاهرة تسمى heteroplasmy. إذا كان عدد قليل فقط من نسخ mtDNA الموروثة من الأم معيبة ، فيمكن أن تعوض النسخ العادية الأخرى ، ولا يزال الشخص بصحة جيدة. قد يصبح مرض الميتوكوندريا واضحًا من الناحية السريرية بمجرد وصول عدد الميتوكوندريا المصابة إلى مستوى معين ، وتسمى هذه الظاهرة "تعبير العتبة".

[في هذا الشكل] الأمراض المرتبطة بالميتوكوندريا.
نظرًا لأن الميتوكوندريا حيوية جدًا ، فإن أي خطأ في وظيفة الميتوكوندريا يمكن أن يسبب الأمراض. على سبيل المثال ، ترتبط العديد من الاضطرابات الأيضية والتنكسية العصبية التي تؤثر على أعضاء الجسم المهمة بطفرات mtDNA.
مصدر الصورة: Donald R. Johns، MD.


بيولوجيا الميتوكوندريا

- متوسط ​​شحنة مجموعات الحديد بين Fe2 + و Fe3 +.

- يمكن للمجموعات الاحتفاظ بإلكترون واحد فقط في كل مرة.

- تُترجم قوة الطاقة القادمة من الإلكترون المار من NADH والذي تم تمريره إلى مجموعات بروتين فلافوبروتين والحديد والكبريت ، إلى قوة فيزيائية تغير هيكل النفق.

- يرتبط CoQ المحمل بموقع الإرساء 3 المعقد. 2 بروتون تم إطلاقهما من CoQH2 إلى حيز غشاء الميتوكوندريا الداخلي.

- يتم تمرير إلكترون الطاقة المنخفضة (أحدهما) عبر كتلة من الحديد الكبريت إلى السيتوكروم ج.

- يتم نقل الإلكترون عالي الطاقة من خلال السيتوكروم ب داخل المركب 3 ، ثم يتم إجباره على CoQ لصنع CoQH. الشكل الجذري لـ COQ (CoQH).

- نظرًا لأن الشكل الجذري غير مستقر بدرجة كبيرة ، فإنه يتلقى إلكترونًا آخر يمر من السيتوكروم B (من آخر CoQH2 arriviste عند المركب 3). هذا يفي بالراديكالية مما يجعله CoQH2 مرة أخرى. ينتقل هذا للخلف إلى موقع الارتباط المعقد 3 ، ثم يطلق البروتونات المرتبطة بـ CoQH2 المتكون حديثًا.


أنواع Cristae

غشاء Cristae

تتمثل الوظيفة الرئيسية للميتوكوندريا في استخدام الكربوهيدرات لتوليد ATP من خلال الفسفرة المؤكسدة. تعد أغشية Cristae وتقاطعات cristae جزءًا لا يتجزأ من هذه العملية.

يؤدي طي أو تجعد الكريستا على الغشاء الداخلي للميتوكوندريا إلى إنشاء مساحة سطح كبيرة داخل الميتوكوندريا. يعكس عدد cristae في الميتوكوندريا طلب الخلية المعينة لـ ATP. على سبيل المثال ، تحتوي خلايا عضلة القلب على كرستيات أكثر بثلاث مرات من الخلايا الأخرى بسبب الحاجة الأكبر إلى ATP. غشاء cristae هو المكان الذي توجد فيه سلسلة نقل الإلكترون ، وإنزيمات الفسفرة المؤكسدة مثل سينسيز ATP وسكسينات ديهيدروجينيز.

تخلق سلسلة نقل الإلكترون تدرجًا كهروكيميائيًا عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي. يقود هذا التدرج إنتاج ATP من ADP والفوسفات غير العضوي بواسطة الميتوكوندريا F1Fا- رد فعل سينسيز ATP. يقع طراز F0 جزء من الإنزيم متجذر في cristae ، في حين أن F.1 يمتد إلى مصفوفة الميتوكوندريا.

يوضح الرسم البياني أدناه سلسلة نقل الإلكترون ، الآلية التي تصنع ATP ، الموجودة في غشاء الميتوكوندريا الداخلي:

مفرق كريستي

لوحظت هياكل غشاء داخلية غير عادية في العديد من الاضطرابات البشرية وأثناء موت الخلايا المبرمج. على سبيل المثال ، في مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS) ، ومرض الزهايمر ومرض باركنسون & # 8217 ، تتعطل مورفولوجيا cristae عن طريق التضمينات داخل الميتوكوندريا ، وكذلك تكوينات الغشاء الداخلي غير المنتظمة.


الوظائف والديناميكيات متعددة الأوجه للغشاء الخارجي للميتوكوندريا (MOM)

أهمية الغشاء الخارجي للميتوكوندريا (MOM)

يتوسط الغشاء الخارجي للميتوكوندريا (MOM) العديد من التفاعلات بين الميتوكوندريا وبقية الخلية. يلعب دورًا مركزيًا في: الانقسام ، والاستماتة ، والحركة والتشكل في العضية ، ونقل البروتينات والدهون من وإلى الأجزاء الأخرى ، والاستجابة المناعية ، وتبادل المستقلبات مع العصارة الخلوية. على الرغم من أهميتها الواضحة ، إلا أن وزارة القوى العاملة تخضع حاليًا للدراسة ، مما يجعل مبادرتنا وثيقة الصلة وفريدة من نوعها. جميع المشاريع المشمولة مترابطة بإحكام وتتعامل مع جوانب مختلفة من نفس السؤال البيولوجي: كيف يتم تنسيق وتنظيم تنوع الميتوكوندريا ودينامياتها ووظائفها على مستوى وزارة القوى العاملة؟

هدفنا

نعتزم تحقيق فهم شامل للهيكل والوظيفة والتنظيم والتكوين الحيوي لوزارة القوى العاملة.

نهج متعدد التخصصات

في أحد طرفي الطيف ، سنستخدم خلايا الخميرة لدراسة آليات الميتوكوندريا الأساسية ، ومن ناحية أخرى ، سوف نستخدم الخلايا الجذعية المحفزة ونماذج الفئران للتحقيق في الآليات المرضية المرتبطة بـ MOM للأمراض البشرية. سيجمع RTG لدينا تخصصات مختلفة مثل تحليلات البروتين ، والبيولوجيا الهيكلية ، والفيزياء الحيوية ، وبيولوجيا الخلية ، والتصوير الحديث.

مفهوم التدريب

سيستفيد جميع الزملاء المشاركين في RTG من برنامج مكثف لتدابير التدريب. هدفنا هو تزويد مجموعة من الباحثين الشباب بالخلفية المناسبة متعددة التخصصات والمعرفة في بيولوجيا الميتوكوندريا وتدريبهم على التقنيات اللازمة لدراستها. بالإضافة إلى ذلك ، سنقوم بتضمين مجموعة RTG الخاصة بنا مجموعة واسعة من الأنشطة غير العلمية للترويج الوظيفي.


أغشية الميتوكوندريا الخارجية والداخلية | الميتوكوندريا

ستطلعك المناقشة القادمة على الاختلافات بين أغشية الميتوكوندريا الخارجية والداخلية.

الفرق # أغشية الميتوكوندريا الخارجية:

2. تحمل القنوات المبطنة بالبروتينات أو القنوات المبطنة بالبروتين.

5. محتوى البروتين يساوي تقريبًا محتوى الدهون.

6. الكوليسترول والدهون الأخرى موجودة. الكارديوليبينات غائبة.

7. نظام نقل الإلكترون (ETS) غائب.

8. إنه قابل للاختراق لمعظم المواد الكيميائية الحيوية.

فرق # أغشية الميتوكوندريا الداخلية:

1. يحتوي على عدد من الجسيمات.

2. أنه يحمل بروتينات حاملة وبروتينات نقل أخرى.

3. يحتوي على عدد من الإنزيمات.

4. الغشاء الداخلي للميتوكوندريا يطور عددًا كبيرًا من النفخ يسمى cristae.

5. محتوى البروتين مرتفع جدًا (يصل إلى 80٪) بينما محتوى الدهون منخفض.

7. ETS موجود في الغشاء الداخلي.

8. إنه قابل للاختراق بشكل انتقائي.

مقالات ذات صلة:

مرحبا بكم في BiologyDiscussion! مهمتنا هي توفير منصة عبر الإنترنت لمساعدة الطلاب على مشاركة الملاحظات في علم الأحياء. يتضمن هذا الموقع ملاحظات دراسية وأوراق بحثية ومقالات ومقالات ومعلومات أخرى مرتبطة بها مقدمة من زوار مثلك.

قبل مشاركة معرفتك على هذا الموقع ، يرجى قراءة الصفحات التالية:

أسئلة

معلومات عنا

اقتراحات

أسئلة وأجوبة جديدة وفئات المنتدى

هذا منتدى للأسئلة والأجوبة للطلاب والمدرسين والزائرين العامين لتبادل المقالات والإجابات والملاحظات. أجب الآن وساعد الآخرين.


نقاش

في هذه الدراسة ، نقدم أول دليل على أن دهون غشاء الميتوكوندريا يلعب دورًا أساسيًا في تحديد طول عمر الخميرة. يعتمد هذا الاستنتاج على النتائج التي توصلنا إليها بأن LCA ، وهو حمض صفراوي كاره للماء يطيل العمر [44] ، يؤخر الشيخوخة الزمنية في الخميرة عن طريق التراكم في كل من أغشية الميتوكوندريا وتغيير تركيباتها من الجليسيروفوسفوليبيد. التأثيرات التفاضلية التي أثارتها LCA على المستويات النسبية للأشكال الجزيئية المختلفة لغشاء الميتوكوندريا تسبب تغيرات كبيرة في حجم الميتوكوندريا وعددها وتشكلها. وهذا بدوره يغير الديناميكيات المرتبطة بالعمر للعمليات الخلوية الحيوية التي تحدد طول العمر والتي تقتصر على الميتوكوندريا وتنظمها ، مما يؤدي إلى إطالة عمر الخميرة المتقادمة بشكل كبير. يجب التأكيد على أن LCA يعرض كل هذه التأثيرات في خلايا الخميرة المستزرعة في ظل ظروف CR الممتدة لطول العمر ، وبالتالي ، يعمل بالتآزر مع CR لتمكين زيادة كبيرة في العمر الزمني من خلال التراكم في كل من أغشية الميتوكوندريا وتغيير الدهون الخاصة بها.

بناءً على النتائج التي توصلنا إليها ، نقترح النموذج التالي للآلية الكامنة وراء قدرة LCA على إطالة عمر الخميرة عن طريق التراكم في الميتوكوندريا ، وتغيير دهون غشاء الميتوكوندريا ، والتأثير على مورفولوجيا ووظيفة الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 10) .10). يدخل LCA المضافة خارجيًا إلى خلايا الخميرة ويتم فرزها إلى الميتوكوندريا. على الرغم من استخدام DMSO كوسيلة لإيصال LCA الخارجي إلى الخلية ، فإنه موجود أيضًا في العصارة الخلوية ، إلا أن الحبس الحصري تقريبًا للتجمع داخل الخلايا لهذا الحمض الصفراوي بالميتوكوندريا إذا تمت إضافته بدون DMSO يعني ذلك ، بغض النظر عن وجود DMSO في مزارع الخميرة ، يرجع التأثير القوي لمقاومة الشيخوخة لـ LCA إلى تراكمه في الميتوكوندريا. يوجد ما يقرب من 75 ٪ من إجمالي مجموعة LCA للميتوكوندريا في IMM ، ويقتصر حوالي 25 ٪ من هذا التجمع أيضًا على OMM (الشكل & # x200B (الشكل 10 10).

يدخل LCA المضاف خارجيًا إلى خلايا الخميرة ويتراكم بشكل أساسي في غشاء الميتوكوندريا الداخلي (IMM). يرتبط جزء أصغر من LCA أيضًا بغشاء الميتوكوندريا الخارجي (OMM). يغير LCA المتراكم داخل أغشية الميتوكوندريا الدهون الخاصة بهم عن طريق إعادة تشكيل تخليق الجلسيروفوسفوليبيد داخل IMM ، مما يخفف من تثبيط كارديوليبين (CL) المعتمد على نقل حمض الفوسفاتيد (PA) من OMM إلى IMM وتسريع حركة PA من الميتوكوندريا (الغشاء المرتبط بالميتوكوندريا) MAM) من ER إلى OMM عبر تقاطعات الميتوكوندريا- ER. يتسبب إعادة التشكيل التدريجي للدهون في غشاء الميتوكوندريا مع العمر الزمني لخلية الخميرة في تغييرات كبيرة في حجم الميتوكوندريا وعددها وتشكلها. التغييرات الكبيرة التي أحدثتها LCA في دهون غشاء الميتوكوندريا والتغيرات الرئيسية الناتجة في مورفولوجيا الميتوكوندريا تعمل في تآزر لتغيير التسلسل الزمني المرتبط بالعمر لتنفس الميتوكوندريا ، وإمكانات الغشاء الكهروكيميائي ، وتوليف ATP واستتباب ROS. بسبب هذه التغييرات المعتمدة على LCA في الديناميات المرتبطة بالعمر للعمليات الأربعة لتحديد طول العمر المحصورة في الميتوكوندريا ، فإن الخلايا المتقدرية المزروعة بترتيب زمني & # x0201cold & # x0201d المزروعة باستخدام LCA الخارجي تظهر أعلى (مقارنة بالخلايا المطابقة للعمر المزروعة بدون LCA) التنفس ، إمكانات الغشاء الكهروكيميائي ، مستوى ATP وتركيز ROS. هذا يزيد من قابليتها للبقاء على المدى الطويل ومقاومة الإجهاد ، وبالتالي ، يطيل عمرها. تشير الأسهم الموجودة بجانب أسماء أنواع الدهون إلى تلك الأنواع التي تكون تركيزاتها مرتفعة (الأسهم الحمراء) أو منخفضة (الأسهم الزرقاء) في الخلايا المزروعة باستخدام LCA الخارجي وبالتالي تتراكم حمض الصفراء هذا في IMM و OMM. تشير أسهم التنشيط وأشرطة التثبيط المعروضة باللون الأحمر إلى عمليات مكافحة الشيخوخة. انظر النص للحصول على التفاصيل. الاختصارات: CDP-DAG ، ثنائي فوسفات ثنائي الفوسفات-دياسيل جلسرين MLCL ، أحادي السوكارديوليبين PC ، فوسفاتيديل كولين PG ، فوسفاتيديل جلسرين بي ، فوسفاتيديلينوسيتول PS ، فوسفاتيديل سيرين.

في نموذجنا ، ينتج عن تراكم IMM لـ LCA تأثيرات تفاضلية على أنشطة الإنزيمات المختلفة المشاركة في تخليق الجليسيروفوسفوليبيد داخل الغشاء الحدودي الداخلي. التفسير الأكثر ترجيحًا للتغيرات الملحوظة في الخلايا المعالجة بـ LCA في المستويات النسبية للأشكال الجزيئية المختلفة لغشاء الميتوكوندريا glycerophospholipids هو أن هذا الحمض الصفراوي يغير على وجه التحديد البيئة الكارهة للماء داخل IMM لإبطاء التفاعلات المعتمدة على Psd1p- و Crd1p ( الشكل & # x200B (الشكل 10) 10) من المعروف أن تفاعل Psd1p يؤدي إلى تحويل PS إلى PE ، بينما ينتج تفاعل Crd1p CL من PG [18 ، 20]. يؤدي الانخفاض الناتج في تركيز CL المركب حديثًا إلى الحد من توافره لخطوات إعادة تشكيل سلسلة الأسيل اللاحقة (الشكل & # x200B (الشكل 10) ، 10) ، والتي تتضمن الإجراء المتسلسل لـ phospholipase Cld1p و Transacylase Taz1p [18 ، 20] . هذا ، بدوره ، يقلل من مستوى MLCL وكذلك يقلل من التدفق ويرفع مستوى الكمبيوتر الشخصي (الشكل & # x200B (الشكل 10) ، 10) ، المتبرع الوحيد المعروف لسلاسل الأسيل لإعادة تشكيل CL المركب حديثًا [18 ، 20]. يفترض نموذجنا أيضًا أن الناتج عن انخفاض LCA في مستوى CL داخل IMM يخفف من حلقة التغذية الراجعة السلبية التي تتضمن تثبيطًا يعتمد على CL لنقل PA من OMM إلى IMM بواسطة Ups1p ، وهو بروتين ينقل PA بين الاثنين. أغشية الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 10) 10) [20]. قد يؤدي تسريع النقل الذي يحركه Ups1p لـ PA من OMM إلى IMM بدوره إلى تسريع حركة PA من مجال MAM في ER إلى OMM ومن المعروف أن هذه الحركة تحدث عبر تقاطعات Mitochondria-ER [18 ، 20 ، 21] ويمكن تحفيزه عن طريق تجميع OMM المتراكم في LCA (الشكل & # x200B (الشكل 10). 10). تم تسهيل نقل LCA لـ PA من مجال MAM في ER إلى OMM ثم إلى IMM بشكل تآزري مع التباطؤ المعتمد على LCA المذكور أعلاه لتفاعل Crd1p لزيادة مستويات PA و PG داخل IMM (الشكل # # x200B (الشكل 10) .10). إجمالاً ، مثل إعادة تشكيل تخليق الغليسيروفوسفوليبيد داخل IMM ، والتخفيف من التثبيط المعتمد على CL لنقل PA من OMM إلى IMM وتسريع حركة PA من مجال MAM من ER إلى OMM في الخلايا المزروعة مع LA سبب: ( 1) انخفاض في المستويات النسبية لـ PE و CL و MLCL داخل أغشية الميتوكوندريا و (2) ارتفاع في المستويات النسبية لـ PA و PS و PC و PG داخل أغشية الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 10) .10). في نموذجنا ، لا يغير أي من هذه العمليات التي يحركها LCA في IMM و OMM المستوى النسبي لـ PI داخل أغشية الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 10) ، 10) ، تمامًا كما تم إثباته من خلال القياس الكمي الطيفي الشامل لدينا لمختلف الجزيئات أشكال غشاء الميتوكوندريا glycerophospholipids (الشكل & # x200B (الشكل 6 6).

يتصور نموذجنا أن إعادة النمذجة التدريجية المدفوعة بـ LCA لتخليق الجلسروفوسفوليبيد في الميتوكوندريا ونقله مع العمر الزمني لخلية الخميرة يسبب تغييرات كبيرة في دهون غشاء الميتوكوندريا ، وبالتالي إحداث تغييرات كبيرة في وفرة الميتوكوندريا والتشكل. تشمل هذه التغييرات المرتبطة بالعمر: (1) زيادة في وفرة الجلسيروفوسفوليبيدات الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 4) ، 4) ، مما يؤدي إلى توسع كل من أغشية الميتوكوندريا والتضخم الناتج للميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 8) 8) (2) ارتفاع في مستوى الميتوكوندريا PA (الشكل & # x200B (الشكل 6) ، 6) ، مما يؤدي إلى انخفاض في عدد الميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 8) 8) - ربما عن طريق تحفيز الميتوكوندريا من المعروف أن الاندماج يتم تنشيطه بواسطة PA [18 ، 80 ، 81] (3) انخفاض في المستويات النسبية للتكوين غير ثنائي الطبقة (أي. ، مخروطي ومخروطي الشكل) ميتوكوندريا جليسيروفوسفوليبيدات (الشكل & # x200B (الشكل 7) ، 7) ، مما يتسبب في انخفاض نسبة الميتوكوندريا مع كريستي الممتد من IMM (الشكل & # x200B (الشكل 8) 8) - ربما لأن تكوين كرستيات الميتوكوندريا بواسطة نطاقات IMM التي لها انحناء إيجابي معروف بأنه يتطلب كلا من هذه الأشكال غير ثنائية الطبقات المكونة للجليسيروفوسفوليبيدات [18 ، 73 ، 74] و (4) ارتفاع في المستويات النسبية لتشكيل الطبقة الثنائية (أي. ، على شكل اسطوانة) جلسيروفوسفوليبيدات ميتوكوندريا (الشكل & # x200B (الشكل 7) ، 7) ، مما يؤدي إلى تراكم داخل مصفوفة الميتوكوندريا من cristae منفصلة عن IMM وبالتالي إظهار التشكل ثنائي الطبقة (الشكل & # x200B (الشكل 8) 8) ) - ربما يرجع ذلك إلى القدرة المعروفة للطبقة الثنائية على تكوين جليسيروفوسفوليبيدات لتقليل مدى تقوس الغشاء [18 ، 73 ، 74].

يفترض نموذجنا أيضًا أن التغييرات الكبيرة التي أثارتها LCA في دهون غشاء الميتوكوندريا والتغيرات الرئيسية الناتجة في مورفولوجيا الميتوكوندريا تعمل في تآزر لتغيير التسلسل الزمني المرتبط بالعمر لتنفس الميتوكوندريا وإمكانات الغشاء الكهروكيميائي وتخليق ATP واستتباب ROS (الشكل رقم # # x200B (الشكل 10) .10). كل هذه العمليات التي تحدد طول العمر مدفوعة بمجمعات البروتين والتركيبات الفائقة المعروفة (1) الموجودة في IMM و cristae الميتوكوندريا [86-88] و (2) يتم تنظيمها بواسطة PE و CL [18 ، 77 ، 84] ، اثنين من الجلسيروفوسفوليبيدات الغشائية غير ثنائية الطبقة التي يتم تقليل مستوياتها بشكل كبير بواسطة LCA (الشكل & # x200B (الشكل 6). 6). بسبب هذه التغييرات المعتمدة على LCA في الديناميكيات المرتبطة بالعمر للعمليات الأربعة لتحديد طول العمر المحصورة في الميتوكوندريا ، فإن الخلايا المتقدرية المزروعة بترتيب زمني & # x0201cold & # x0201d المزروعة باستخدام LCA الخارجي تظهر أعلى (مقارنة بالخلايا المطابقة للعمر المزروعة بدون LCA) التنفس ، إمكانات الغشاء الكهروكيميائي ، مستوى ATP وتركيز ROS (الأشكال & # x200B (الأشكال 9 و # x200B و 10). 10). من المعروف أن الكفاءات المرتفعة للتنفس الميتوكوندريا ، وصيانة الغشاء الكهروكيميائي المحتمل وتوليف ATP في خلايا الخميرة الهادئة و # x0201cold & # x0201d ، تزيد من قدرتها على البقاء على المدى الطويل ، وبالتالي ، لتمديد طول عمرها (الشكل & # x200B (الشكل 10) 10) [9 ، 11 ، 39 ، 41 ، 42 ، 47]. علاوة على ذلك ، فإن التركيزات المرتفعة إلى مستوى شبه مميت داخل الخلايا من ROS المتولدة في الميتوكوندريا بالترتيب الزمني & # x0201cold & # x0201d ، أثبتت خلايا الخميرة الهادئة أنها تزيد من مقاومة الإجهاد على المدى الطويل ، وبالتالي ، لتمديد طول عمرها من خلال تنشيط مفصل. شبكة الإشارات التي تنشئ أنماطًا محددة للتعبير الجيني والجيني لمكافحة الشيخوخة (الشكل & # x200B (الشكل 10) 10) [9 ، 11 ، 13 ، 39 ، 41 ، 89].

التنفس المرتفع للميتوكوندريا ، وإمكانات الغشاء الكهروكيميائي ، ومستوى ATP وتركيز ROS الذي لوحظ أثناء طور ST في الخلايا المزروعة بترتيب زمني & # x0201cold & # x0201d المزروعة باستخدام LCA خارجي (مقارنة بالخلايا المطابقة للعمر المزروعة بدون LCA) (أرقام & # x200B ( الأشكال 9 9 و & # x200B و 10) 10) يمكن أن تكون بسبب قدرة حمض الصفراء هذا على خفض تركيز ROS المتولد عن الميتوكوندريا إلى ما دون عتبة سامة أثناء المرحلة D في الخلايا بالترتيب الزمني & # x0201cyoung & # x0201d (الشكل & # x200B (الشكل 9 ) 9). من المتصور أن التركيز المنخفض وغير السام داخل الخلايا لـ ROS الذي لوحظ في الخلايا المزروعة بالترتيب الزمني مع LCA يقلل من مدى الضرر التأكسدي للجزيئات الكبيرة في الميتوكوندريا في وقت مبكر من الحياة ، وبالتالي يدعم قابلية الخلية على المدى الطويل من خلال السماح للميتوكوندريا- البروتينات والدهون والحمض النووي المحصورة المشاركة في تنفس الميتوكوندريا ، وصيانة الغشاء المحتمل وتوليف ATP للحفاظ على وظائفها في وقت متأخر من الحياة.

يتمثل التحدي الرئيسي الآن في الحصول على نظرة ثاقبة أكبر للآليات التي في الخميرة المتقادمة زمنياً المزروعة باستخدام LCA الخارجي أساسًا (1) دخول LCA في خلية الخميرة وتراكمه في IMM و OMM (2) إعادة تشكيل LCA المدفوعة بـ LCA دهن غشاء الميتوكوندريا بطريقة تعتمد على العمر (3) التغييرات الرئيسية في حجم الميتوكوندريا وعددها وتشكلها ، وكلها وفقًا لنموذجنا (انظر الشكل & # x200 ب الشكل 10) 10) ترجع إلى التأثيرات التفاضلية الملحوظة للميتوكوندريا- يقتصر LCA على المستويات النسبية للأشكال الجزيئية المختلفة لغشاء الجليسيروفوسفوليبيدات غشاء الميتوكوندريا و (4) التعديلات المعتمدة على LCA في التسلسل الزمني المرتبط بالعمر لتنفس الميتوكوندريا ، وإمكانات الغشاء الكهروكيميائي ، وتوليف ATP واستتباب ROS ، وكل منها وفقًا لنموذجنا (انظر الشكل & # x200 ب الشكل 10) 10) هي نتيجة يمكن تصورها للتآزر بين التغييرات الجوهرية في دهون غشاء الميتوكوندريا والتغيير الرئيسي الناتج ق في مورفولوجيا الميتوكوندريا. لمواجهة هذا التحدي ، يجب الإجابة على العديد من الأسئلة المهمة. ما هي هويات البروتينات الخلوية المشاركة في نقل LCA المضافة خارجيًا عبر غشاء البلازما ، وتسليمها إلى الميتوكوندريا ، ودمجها في IMM و OMM؟ هل يُعرف أي من هذه البروتينات بدورها الأساسي في تحديد طول عمر الخميرة؟ هل ستؤثر التلاعبات الجينية التي تزيل أيًا من هذه البروتينات أو تغير مستوياتها على مدى تراكم LCA في خلية الخميرة ، وفعالية فرز LCA لأي من أغشية الميتوكوندريا و / أو حجم امتداد طول العمر بواسطة LCA الخارجي؟ كيف يؤثر تراكم LCA في IMM على (1) أنشطة Psd1p و Crd1p والأنزيمات الأخرى المشاركة في الشكل الموضح في الشكل & # x200B الشكل 10 10 مسارات لتخليق الجلسيروفوسفوليبيد داخل غشاء الحدود الداخلية و (2) ثبات حديثًا توليف PE ، CL ، MLCL وأنواع أخرى من الجلسيروفوسفوليبيد المتكونة داخل IMM؟ ما هي آثار تراكم LCA في IMM و OMM على (1) النقل الذي يحركه Ups1p لـ PA من OMM إلى IMM و (2) حركة PA من مجال MAM في ER إلى OMM عبر الميتوكوندريا- مفرق ER؟ كيف ستزيل التلاعبات الجينية (أو تغير مستويات) أي من البروتينات المشاركة في تخليق الجليسيروفوسفوليبيد داخل IMM ، ونقل PA من OMM إلى حركة IMM أو PA عبر تقاطعات الميتوكوندريا- ER (كما هو موضح في الشكل & # x200B الشكل 10) 10 ) التأثير: (1) التغييرات المعتمدة على LCA في حجم الميتوكوندريا وعددها و / أو شكلها (2) التعديلات المعتمدة على LCA في التسلسل الزمني المرتبط بالعمر للتنفس الميتوكوندريا وإمكانات الغشاء الكهروكيميائي وتوليف ATP واستتباب ROS و / أو (3) حجم امتداد طول العمر بواسطة LCA الخارجي؟ يجب علينا الإجابة على هذه الأسئلة المهمة إذا أردنا فهم التعقيد المتأصل للآليات والمبادئ البيولوجية الكامنة وراء الدور الأساسي الموضح في هذه الدراسة لدهن غشاء الميتوكوندريا في تحديد طول عمر الخميرة.


غشاء

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

غشاء، في علم الأحياء ، الطبقة الرقيقة التي تشكل الحد الخارجي لخلية حية أو مقصورة داخلية للخلية. الحدود الخارجية هي غشاء البلازما ، والمقصورات المحاطة بأغشية داخلية تسمى العضيات. للأغشية البيولوجية ثلاث وظائف أساسية: (1) تحافظ على المواد السامة خارج الخلية (2) أنها تحتوي على مستقبلات وقنوات تسمح لجزيئات معينة ، مثل الأيونات والمغذيات والنفايات والمنتجات الأيضية ، التي تتوسط في الأنشطة الخلوية وخارج الخلية تمر بين العضيات وبين الخلية والبيئة الخارجية و (3) يفصلون بين عمليات التمثيل الغذائي الحيوية ولكن غير المتوافقة التي تتم داخل العضيات.

Membranes consist largely of a lipid bilayer, which is a double layer of phospholipid, cholesterol, and glycolipid molecules that contains chains of fatty acids and determines whether a membrane is formed into long flat sheets or round vesicles. Lipids give cell membranes a fluid character, with a consistency approaching that of a light oil. The fatty-acid chains allow many small, fat-soluble molecules, such as oxygen, to permeate the membrane, but they repel large, water-soluble molecules, such as sugar, and electrically charged ions, such as calcium.

Embedded in the lipid bilayer are large proteins, many of which transport ions and water-soluble molecules across the membrane. Some proteins in the plasma membrane form open pores, called membrane channels, which allow the free diffusion of ions into and out of the cell. Others bind to specific molecules on one side of a membrane and transport the molecules to the other side. Sometimes one protein simultaneously transports two types of molecules in opposite directions. Most plasma membranes are about 50 percent protein by weight, while the membranes of some metabolically active organelles are 75 percent protein. Attached to proteins on the outside of the plasma membrane are long carbohydrate molecules.

Many cellular functions, including the uptake and conversion of nutrients, synthesis of new molecules, production of energy, and regulation of metabolic sequences, take place in the membranous organelles. The nucleus, containing the genetic material of the cell, is surrounded by a double membrane with large pores that permit the exchange of materials between the nucleus and cytoplasm. The outer nuclear membrane is an extension of the membrane of the endoplasmic reticulum, which synthesizes the lipids for all cell membranes. Proteins are synthesized by ribosomes that are either attached to the endoplasmic reticulum or suspended freely in the cell contents. The mitochondria, the oxidizing and energy-storing units of the cell, have an outer membrane readily permeable to many substances, and a less-permeable inner membrane studded with transport proteins and energy-producing enzymes.


شاهد الفيديو: بوضوح - للكبار فقط. د. هبه قطب ترد على كل ما يخص العذرية وفض غشاء البكارة (قد 2022).


تعليقات:

  1. Tin

    Excuse, I can help nothing. But it is assured, that you will find the correct decision. لا تيأس.

  2. Yosar

    سابقا ، فكرت خلاف ذلك ، شكرا للمعلومات.

  3. Cory

    أعتقد أنه خطأ. أنا قادر على إثبات ذلك. اكتب لي في رئيس الوزراء ، تحدث.

  4. Donnachadh

    إنها تتفق ، فكرتك رائعة

  5. Musida

    وأنا أتفق تماما معك. أعتقد أن هذه فكرة رائعة.

  6. Dantel

    أعتذر ، لكن في رأيي ، ترتكب خطأ. دعونا نناقشها.



اكتب رسالة