Kυτταρική$Bιολογία$ ΔIAΛEΞΕΙΣ*17*&*18! (23!&!25/5/2012)! Μιτοχόνδρια*&*Χλωροπλάστες*A** Τα*Ενεργειακά*Κέντρα*των* Ευκαρυωτικών*Κυττάρων!!
Τα*κύρια*σημεία*των*διαλέξεων*17*&*18 Αποικοδόμηση!&οξείδωση!μακρομορίων,!βιολογικές!οξειδώσεις!&παραγωγή! ενέργειας! Το!μιτοχόνδριο!και!η!μορφολογία!του!!!!! Αναπνευστική!αλυσίδα!&!χημειωσμωτική!μετατροπή!της!ενέργειας!οξείδωσης! σε!ατρ! Χλωροπλάστες!&!η!μορφολογία!των!πλαστιδίων!!! Λειτουργική!σημασία!των!ΧλωροπλαστώνNΦωτοσύνθεση!! Το!γένωμα!&!η!βιογένεση!των!μιτοχονδρίων!&!πλαστιδίων!!
Παραγωγή*της*ενέργειας*του*κυττάρου*με** διάσπαση*των*τροφών*
Γλυκόλυση*&*παραγωγή*του*ακέτυλοACoA* ένα!μόριο! γλυκόζης 1,!6N διφωσφορική! φρουκτόζη πυροσταφυλικό 2!μόρια!! 3Nφωσφορικής! γλυκεριναλδεΰδης ακετυλο!coa BHMA!1 BHMA!2 BHMA!3 BHMA!4 BHMA!6 BHMA!5 BHMA!7 BHMA!8 BHMA!9 BHMA!10 2!μόρια!! πυροσταφυλικού παραγωγή! ενέργειας! ένα!σακχάρο!με! έξι!!άτομα!άνθρακα! αποικοδομείται!σε! δύο!σάκχαρα!των! τριών!ατόμων! άνθρακα! ενεργειακή! επένδυση! για!μελλοντικές! αποδόσεις! 8!τριμερή!της! αναγωγάσηςn τρανσακετυλάσης! του!λιποαμιδίου +6!διμερή!!της! αφυδρογονάσης!του! διϋδρολιποϊκού +12!διμερή!!της! αποκαρβοξυλάσης!του! πυροσταφυλικού ΟΙ!ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ!ΠΟΥ!ΚΑΤΑΛΥΟΝΤΑΙ!ΑΠΟ!ΤΑ! ΠΑΡΑΠΑΝΩ!ΣΥΜΠΛΟΚΑ!ΓΙΝΟΝΤΑΙ!ΣΤΟ!ΣΤΡΩΜΑ! ΤΩΝ!ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΩΝ
Oξείδωση*των*λιπαρών*οξέων*και* παραγωγή*του*ακέτυλοacoa* λιπαρό!οξύ υδρογονανθρακική!ουρά λιποσταγονίδιο λιποnακυλο!coa! βραχύτερο!κατά! δύο!άτομα! άνθρακα επανάληψη!του!κυκλου... υδρογονανθρακική!ουρά ακετυλο!coa υδρογονανθρακική!ουρά υδρογονανθρακική!ουρά εστερικός!δεσμός
Tο*ακέτυλοACoA*που*παράγεται*απο*τον* καταβολισμό*των*τροφών*συντίθεται*στα* μιτοχόνδρια* σάκχαρα!&! πολυσακχαρίτες! σάκχαρα! γλυκόζη! πυροσταφυλικό! πυροσταφυλικό! ακετυλοncoa! λίπη! λιπαρά!οξέα! λιπαρά!οξέα! ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ! πλασματική!μεμβράνη! ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ!
Xρησιμοποίηση*του*ακέτυλοACoA*στον* κύκλο*του*κιτρικού*οξέος* ακετυλο!coa οξαλοξικό BHMA!1 BHMA!2 κιτρικό BHMA!8 BHMA!3 BHMA!7 BHMA!6 BHMA!5 BHMA!4 ΚΑΘΑΡΟ!ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ:!ΚΑΘΕ!ΚΥΚΛΟΣ!ΠΑΡΑΓΕΙ!ΤΡΙΑ!NADPH,!ΕΝΑ!GTP! ΚΑΙ!ΕΝΑ!FADH2,!ΕΝΩ!ΑΠΕΛΕΘΕΡΩΝΕΙ!ΔΥΟ!ΜΟΡΙΑ!CO 2
Σύξευξη*μεταξύ*της*μεταφοράς*ηλεκτρονίων* και*της*βαθμίδωσης*h + * Ηλεκτρόνιο! υψηλής! ενέργειας! Μεμβρανική! πρωτεΐνη! Τοπολογικά,!σε!ποιό! μεμβρανικό!διαμέρισμα!του! κυττάρου!(και!σε!ποιά! μεμβράνη!ακριβώς)!λαμβάνει! χώρα!το!φαινόμενο!της! σύξευξης!των!ηλεκτρινίων!με! τη!βαθμίδωση!του!ph;! Μεμβράνη! Ηλεκτρόνιο! χαμηλής! ενέργειας!
H*δομή*των*μιτοχονδρίων* Εξωτερική!μεμβράνη! Ακρολοφίες!(cristae)! Εξωτερική!μεμβράνη! Ακρολοφίες!(cristae)! Εσωτερική! μεμβράνη! Στρώμα! Εσωτερική!μεμβράνη! Στρώμα!
Tοποθέτηση*των*μιτοχονδρίων*σε*θέσεις* μεγάλης*κατανάλωσης*ενέργειας* μιτοχόνδρια! Συσταλτική! συσκευή! Μυοκαρδιακό!κύτταρο! πυρήνας!του!μαστιγίου! μυοϊνίδιο! ουρά! σπερματοζωαρίου!
Mιτοχονδριακές*αντιδράσεις*παραγωγής* ενέργειας* εξωτερική!μιτοχονδριακή!μεμβράνη! εσωτερική!μιτοχονδριακή!μεμβράνη! ATP!συνθάση! Αλυσίδα! μεταφοράς! ηλεκτρονίων! ΕΞΩ! ΜΕΣΑ! κύκλος!του! κιτρικού! οξέος! ΕΞΩ! ακετυλοncoa! πυροσταφυλικό! λιπαρά!οξέα! πυροσταφυλικό! λιπαρά!οξέα! ΜΟΡΙΑ!ΤΗΣ!ΤΡΟΦΗΣ!ΑΠΟ!ΤΟ!ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ!
H*μεταφορά*των*ηλεκτρονίων*στην* εσωτερική*μιτοχονδριακή*μεμβράνη* δημιουργεί*βαθμίδωση*[h + ]* ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΣ! ΧΩΡΟΣ! κυτόχρωμα!c! εσωτερική! μιτοχονδριακή! μεμβράνη! ΣΤΡΩΜΑ! ουβικινόνη! σύμπλοκο!της! αφυδρογονάσης! του!nadh! σύμπλοκο!των! κυτοχρωμάτων! bnc1! σύμπλοκο!της! οξειδάσης!του! κυτοχρώματος!
Mοντέλο*λειτουργίας*μιας*αντλίας*πρωτονίων* ενέργεια!της!πρωτεϊνικής!διαμόρφωσης! ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ! ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ!Γ! (χαμηλή!συγγένεια!για!η +!)! ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ!Α! ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ!Α! (υψηλή!συγγένεια!για!η +!)! ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ! ενεργειακή! (υψηλή!συγγένεια!για!η +!)! σύζευξη! χαμηλή! ΕΛΑΤΩΣΗ! ΣΤΗ! ΣΥΓΓΕΝΕΙΑ! ΓΙΑ!Η +! (υψηλή!n>χαμηλή)! απελευθέρωση!πρωτονίου! ΑΥΞΗΣΗ! ΣΤΗ! ΣΥΓΓΕΝΕΙΑ! ΓΙΑ!Η +! (χαμηλή!!n>! υψηλή)! ΕΠΟΜΕΝΟΣ! ΚΥΚΛΟΣ! πρόσληψη! πρωτονίου! πρόσληψη! πρωτονίου! ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ!Β! (υψηλή!συγγένεια!για!η +!)!
Hλεκτροχημική*βαθμίδωση*των*πρωτονίων* στην*εσωτερική*μεμβράνη*των*μιτοχονδρίων* ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΣ!ΧΩΡΟΣ! εσωτερική! μιτοχονδριακή! μεμβράνη! Πρωτονιοκινητική! δύναμη!οφειλόμενη!στο! ΣΤΡΩΜΑ! δυναμικό!της! μεμβράνης! ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΣ!ΧΩΡΟΣ! εσωτερική! μιτοχονδριακή! μεμβράνη! Πρωτονιοκινητική! βαθμίδωση!της! δύναμη!οφειλόμενη!στη! συγκέντρωσης!η +! ΣΤΡΩΜΑ!
Σύζευξη*καταβολισμού*άνθρακα,*βαθμίδωσης* [H + ]*&*παραγωγής*atp*στα*μιτοχόνδρια* εξωτερική!μιτοχονδριακή!μεμβράνη! εσωτερική!μιτοχονδριακή!μεμβράνη! ATP!συνθάση! Αλυσίδα! μεταφοράς! ηλεκτρονίων! ΕΞΩ! ΜΕΣΑ! κύκλος!του! κιτρικού! οξέος! ΕΞΩ! ακετυλοncoa! πυροσταφυλικό! λιπαρά!οξέα! πυροσταφυλικό! λιπαρά!οξέα! ΜΟΡΙΑ!ΤΗΣ!ΤΡΟΦΗΣ!ΑΠΟ!ΤΟ!ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ!
Oξειδωτική*φωσφορυλίωση* ATP!συνθάση! ΣΤΡΩΜΑ! αλυσίδα!μεταφοράς!ηλεκτρονίων! εσωτερική!μεμβράνη! εξωτερική!μεμβράνη!
Σύξευξη*της*κατεύθυνσης*μεταφοράς*των* πρωτονίων*με*τη*σύνθεση*του*atp* εσωτερική!! μιτοχονδριακή! μεμβράνη! ΣΤΡΩΜΑ! Σύνθεση!ATP! Υδρόλυση!ATP!
H*δομή*της*συνθάσης*του*ATP* ΔΙΑΜΕΜΒΡΑΝΙΚΟΣ! ΧΩΡΟΣ! διαμεμβρανικός! μεταφορέας!η +!! εσωτερική!! μιτοχονδριακή! μεμβράνη! ΣΤΡΩΜΑ! F1!ATPαση!
H*λειτουργία*της*συνθάσης*του*ATP*
Hλεκτροχημικές*βαθμιδώσεις**[H + ]*προωθούν* και*διαδικασίες*ενεργού*μεταφοράς* Η!βαθμίδωση!του! δυναμικού!προωθεί! την!ανταλλαγή!! ADPNATP! εξωτερική!μεμβράνη! εσωτερική!μεμβράνη! ΣΤΡΩΜΑ! Η!βαθμίδωση!του!pH! προωθεί!την! εισαγωγή!του! πυροσταφυλικού!! πυροσταφυλικό N πυροσταφυλικό N Η!βαθμίδωση!του!pH! προωθεί!την! εισαγωγή!των! φωσφορικών!
Oι*χλωροπλάστες*και*η*δομή*τους* ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΗΣ! ΦΥΛΛΟ! στρώμα! ΚΟΚΚΙΟ! ανώτερη!επιδερμίδα! κοκκίο! κατώτερη!επιδερμίδα! εξωτερική! μεμβράνη! θυλακοειδής! μεμβράνη! εσωτερική! μεμβράνη! θυλακοειδής! χώρος! διαμεμβρανικός!χώρος!
Hλεκτρονικές*μικροφωτογραφίες* χλωροπλαστών* θυλακοειδή! κοκκία! χώρος!αέρα! πυρήνας! κενοτόπιο! κυτταρικό! τοίχωμα! κυτταρικό! τοίχωμα! κυτταρόπλασμα! χλωροπλάστης! μιτοχόνδριο! περίβλημα! χλωροπλάστη! άμυλο! περίβλημα!χλωροπλάστη! θυλακοειδές! λιπίδιο! κοκκία! κυτταρικό!τοίχωμα!
Σύγκριση*μιτοχονδρίων*&*χλωροπλαστών* ακρολοφίες! εσωτερική!μεμβράνη! εξωτερική!μεμβράνη! διαμεμβρανικός!χώρος! στρώμα! στρώμα! θυλακοειδής!χώρος! ριβοσωμάτια! θυλακοειδής!μεμβράνη! ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ! ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΗΣ!
Tα*προϊόντα*των*αντιδράσεων*καθήλωσης* άνθρακα*στους*χλωροπλάστες*χρησιμοποιούνται* στα*μιτοχόνδρια*για*παραγωγή*atp* ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ! ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΗΣ! φωτοσυνθετικές! αντιδράσεις! μεταφοράς! ηλεκτρονίων!στη! θυλακοειδή!μεμβράνη!! αντιδράσεις! καθήλωσης!άνθρακα! στο!στρώμα! σάκχαρα!&! πολυσακχαρίτες! λίπη! σάκχαρα! γλυκόζη! πυροσταφυλικό! πυροσταφυλικό! ακετυλοncoa! λιπαρά!οξέα! λιπαρά!οξέα! ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΟ! πλασματική!μεμβράνη! ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ! σάκχαρα,! αμινοξέα!&! λιπαρά!οξέα!
H*χλωροφύλλη*&*η*κεραία*ενός* φωτοσυστήματος* σύμπλοκο! κεραίας! ΦΩΣ! Μόρια! χλωροφύλλης! στο!σύμπλοκο! της!κεραίας! υδρόφοβη! ουρά! θυλακοειδής! χώρος! θυλακοειδής! μεμβράνη! ηλεκτρόνιο! υψηλής! ενέργειας! στρώμα! Ειδικό!σύμπλοκο!μορίων! χλωροφύλλης!στο!κέντρο! αντίδρασης! κέντρο!αντίδρασης! ΧΛΩΡΟΦΥΛΛΗ!
Συλλογή*φωτεινής*ενέργειας*από*τη* χλωροφύλλη*του*κέντρου*αντίδρασης* φωτεινή! ενέργεια! διεγερμένο!μόριο! χλωροφύλλης!με!ηλεκτρόνιο! υψηλής!ενέργειας! δέκτης! ηλεκτρονίων! οξειδωμένη! χλωροφύλλη! ανηγμένος! δέκτης! ηλεκτρονίων! οξειδωμένος! δότης! ηλεκτρονίων! ανηγμένος! δέκτης! ηλεκτρόνιο! υψηλής! ενέργειας! ηλεκτρόνιο!χαμηλής! ενέργειας!στη! χλωροφύλλη! ΔΙΕΓΕΡΣΗ! ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟΥ!ΣΤΗ! ΧΛΩΡΟΦΥΛΛΗ!ΤΟΥ! ΚΕΝΤΡΟΥ!ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ! μόρια!χλωροφύλλης!του! κέντρου!αντίδρασης!σε! κατάσταση!ηρεμίας! ΜΕΤΑΦΟΡΑ! ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ! ΜΕΤΑΦΟΡΑ! ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ! ηλεκτρόνιο! χαμηλής!ενέργειας! ηλεκτρόνιο!υψηλής! ενέργειας! ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ! ΠΟΥ! ΠΑΡΑΛΗΦΘΗΚΕ! ΑΠΟ!ΤΟ!ΝΕΡΟ! ΠΡΟΣΦΟΡΑ!ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΙΟΥ! ΥΨΗΛΗΣ!ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ!ΣΤΗΝ! ΑΛΥΣΙΔΑ!ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ! ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ!
H*ροή*των*ηλεκτρονίων*στη*θυλακοειδή* μεμβράνη*κατά*τη*φωτοσύνθεση* ΦΩΣ! ΦΩΣ! σύμπλοκο! κεραίας! ΣΤΡΩΜΑ! θυλακοειδής! μεμβράνη! ένζυμο!που! διασπά!νερό! πλαστοκινόνη! πλαστοκυανίνη! φερρεδοξίνη! Η!μετακίνηση!των! ηλεκτρονίων!στη!φορά!της! ηλεκτροχημικής!βαθμίδωσης! τους!παράγει!atp! θυλακοειδής! χώρος! φωτοσύστημα!ιι! σύμπλοκο! κυτοχρώματος!b6nf! φωτοσύστημα!ι! αναγωγάση!! NADPH!
H*αρχική*αντίδραση*καθήλωσης* του*διοξειδίου*του*άνθρακα* διοξείδιο!του! άνθρακα! 1,5Nδιφωσφορική! ριβουλόζη! ενδιάμεσο!προϊόν! δύο!μόρια!! 3Nφωσφογλυκερινικού!
O*κύκλος*του*Calvin* τρία!μόρια! τρία!μόρια! 1,5Nδιφωσφορική! ριβουλόζη! έξι!μόρια! 3Nφωσφογλυκερινικό! 5Nφωσφορική! ριβουλόζη! τρία!μόρια! έξι!μόρια! 1,3Nδιφωσφογλυκερινικό! πέντε!μόρια! 3Nφωσφορική! γλυκεριναλδεΰδη! έξι!μόρια! 3Nφωσφορική! γλυκεριναλδεΰδη! Από!τη!δέσμευση!τριών!μορίων! CO 2!αποδίδεται!τελικά!ένα! μόριο!3!φωσφορικής! γλυκεριναλδεΰδης!με!συνολική! δαπάνη!εννέα!μορίων!atp!και! έξι!μορίων!nadph. ένα!μόριο! 3Nφωσφορική! γλυκεριναλδεΰδη! ΣΑΚΧΑΡΑ,!ΛΙΠΑΡΑ!ΟΞΕΑ,!ΑΜΙΝΟΞΕΑ
Bιογένεση*των*χλωροπλαστών* πρώιμο!ευκαρυωτικό! κύτταρο! πρώιμο!ευκαρυωτικό! κύτταρο!με!δυνατότητα! φωτοσύνθεσης! χλωροπλάστες! φωτοσυνθετικό! βακτήριο!
* Σας*Ευχαριστώ*για*την* Προσοχή*σας* &* Καλή*επιτυχία*στις* εξετάσεις*