Мітохондрії

 — це двомембранні органели, які можуть мати форму гранул, паличок або ниток. Мембрани мітохондрій представлені зовнішньою і внутрішньою. Внутрішня мембрана утворює вирости — кристи. Внутрішнє середовище мітохондрій називається матриксом. У мітохондріях є дві порожнини. Перша з них — це міжмембранний простір, розташований між зовнішньою і внутрішньою мембранами. Друга — внутрішня камера, яка оточена внутрішньою мембраною й заповнена матриксом. У клітині може бути від кількох штук до кількох тисяч мітохондрій. Головне завдання мітохондрій — забезпечення клітин енергією. Нові мітохондрії в клітині утворюються шляхом поділу старих. Для забезпечення діяльності мітохондрій вони мають власну ДНК у формі кільцевих молекул і рибосоми прокаріотичного типу. Енергія в мітохондрії виробляється в результаті процесу біологічного окиснення. У мітохондріях рослин окиснюються органічні речовини, синтезовані самою рослиною. Мітохондрії тварин і грибів окиснюють органічні речовини, які організм отримує в результаті живлення, хоча і власні білки цих груп організмів також можуть розщеплюватися в мітохондріях. У результаті гліколізу (це перший етап вивільнення енергії з глюкози), який відбувається в цитозолі, утворюються трикарбонові сполуки. Ці сполуки транспортуються з цитозолю в матрикс мітохондрії, де й відбувається їхнє окиснення до вуглекислого газу й води з допомогою ферментів. Окиснення відбувається ступінчасто, і на кожному його етапі виділяється енергія у вигляді електронів і протонів. Протони захоплюються молекуламипереносниками й накопичуються в міжмембранному просторі, а електрони залишаються на внутрішній стороні мембрани. Накопичені по різні боки мембрани частки з різними зарядами використовуються клітиною для синтезу АТФ з АДФ і фосфатної кислоти. При цьому, за рахунок енергії електронів, які переміщаються по внутрішній мембрані, відбувається зміна конформації білків АТФ-синтетазних комплексів, у яких при цьому відкривається канал для протонів.

Пластиди також є двомембранними органелами. Їх форма може бути дуже різноманітною. Виділяють три основні типи пластид — хлоропласти (зелені), хромопласти (червоні, оранжеві або жовті) і лейкопласти (безбарвні). Мембрани пластид представлені зовнішньою і внутрішньою. Внутрішня мембрана хлоропластів утворює вирости — ламели. Ламели можуть утворювати окремі замкнені мішечки — тилакоїди. Тилакоїди можуть об’єднуватися у групи — грани, які з’єднуються між собою з допомогою ламел. Внутрішнє середовище пластид називається стромою. Як і мітохондрії, пластиди мають власну ДНК у формі кільцевих молекул і рибосоми прокаріотичного типу. Розмножуються вони шляхом поділу. У деяких випадках пластиди одного типу можуть перетворюватися на інший. Наприклад, під час пожовтіння листя восени хлоропласти перетворюються на хромопласти. Ці органели виконують різні функції. У них можуть накопичуватися запасні поживні речовини. З допомогою різних пластид рослини забезпечують забарвлення окремих своїх частин у різний колір. Але найголовнішою функцією є здійснення фотосинтезу. Цю функцію виконують хлоропласти. У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу й води з допомогою сонячної енергії утворюються вуглеводи. Цей процес складається з двох основних фаз — світлової і темнової. У ході світлової фази спочатку кванти світла вловлюються пігментом хлорофілом, який розташований на мембранах тилакоїдів. Енергія квантів переходить до електронів, які захоплюються молекулами-переносниками. Енергія цих електронів використовується в тилакоїдах для синтезу АТФ. Втрачені електрони заміняються електронами з атомів Гідрогену молекул води, які під дією світла в результаті фотолізу розпадаються на Гідроген і Оксиген. Звільнені атоми Оксигену взаємодіють між собою й утворюють молекули кисню, що виділяється як побічний продукт реакції. Утворені ж у результаті відриву електрона від атомів Гідрогену протони підхоплюються іншими молекуламипереносниками. Це молекули динуклеотиди, скорочена назва яких НАДФ. Приєднуючи до себе протони, вони стають акумуляторами хімічної енергії (НАДФ۰Н2) і можуть використовуватися у відновних процесах. У темновій фазі фотосинтезу за рахунок енергії НАДФ۰Н2 і АТФ, які утворилися під час світлової фази з вуглекислого газу, утворюються молекули глюкози. Сукупність реакцій, які задіяні в цьому процесі, називається циклом Кальвіна.

9.