Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мембранааралық кеңістік (МБК) – екі немесе одан көп мембраналар арасында немесе олардың арасында пайда болатын кеңістік. Жасуша биологиясында, бұл көбінесе митохондрияның немесе хлоропластың ішкі және сыртқы мембраналары арасындағы аймақ ретінде сипатталады. Бұл ядролық қабықтың ішкі және сыртқы ядролық мембраналары арасындағы кеңістікке де қатысты, бірақ көбінесе перинуклеарлық кеңістік деп аталады. Митохондрияның МБК-і тыныс алу мен метаболизм функциялары сияқты жасушалық әрекеттерді үйлестіруде маңызды рөл атқарады. Митохондрияның МБК-інен өзгеше, хлоропластың МБК-інің ешқандай айқын функциясы байқалмайды.
The intermembrane space (IMS) is the space occurring between or involving two or more membranes. In cell biology, it is most commonly described as the region between the inner membrane and the outer membrane of a mitochondrion or a chloroplast. It also refers to the space between the inner and outer nuclear membranes of the nuclear envelope, but is often called the perinuclear space. The IMS of mitochondria plays a crucial role in coordinating a variety of cellular activities, such as regulation of respiration and metabolic functions. Unlike the IMS of the mitochondria, the IMS of the chloroplast does not seem to have any obvious function.
Митохондрияның мембранааралық кеңістігі
Митохондриялар екі мембранамен қоршалған: ішкі және сыртқы митохондриялық мембраналар. Бұл екі мембрана екі сулы бөліктердің – мембранааралық кеңістік (МБҚ) және матрицаның – қалыптасуына мүмкіндік береді. Сыртқы мембранадағы пориндер деп аталатын каналды ақуыздар 5000 дальтон немесе одан аз салмақты иондар мен кіші молекулалы ақуыздардың МБҚ-ға еркін таралуына жағдай жасайды. Бұл МБҚ-ны кішкентай молекулалары тұрғысынан цитозолға химиялық тұрғыдан ұқсас етеді. Ал, керісінше, иондар мен басқа да кіші молекулаларды ішкі митохондриялық мембрана арқылы матрицаға тасымалдау үшін арнайы тасымалдау ақуыздары қажет, себебі бұл мембрана өткізбейді. МБҚ-да матрицадан шығатын АТФ-ты пайдаланып, басқа нуклеотидтер мен апоптозды іске қосатын ақуыздарды фосфорилирлейтін көптеген ферменттер де бар.
Mitochondria are surrounded by two membranes; the inner and outer mitochondrial membranes. These two membranes allow the formation of two aqueous compartments, which are the intermembrane space (IMS) and the matrix. Channel proteins called porins in the outer membrane allow free diffusion of ions and small proteins about 5000 daltons or less into the IMS. This makes the IMS chemically equivalent to the cytosol regarding the small molecules it contains. By contrast, specific transport proteins are required to transport ions and other small molecules across the inner mitochondrial membrane into the matrix due to its impermeability. The IMS also contains many enzymes that use the ATP moving out of the matrix to phosphorylate other nucleotides and proteins that initiate apoptosis.
Көшіру
Митохондриялық матрицаға тағайындалған көптеген ақуыздар цитозольде прекурсорлар түрінде синтезделеді және сыртқы мембрана транслоказасы (TOM) және ішкі мембрана транслоказасы (TIM) арқылы митохондрияға импортталады. Мембранааралық кеңістік (IMS) митохондриялық ақуыз транслокациясына қатысады. IMS-те орналасқан, гексамерлі кешендер болып табылатын шағын TIM шаперондары деп аталатын прекурсорлық ақуыздар гидрофобты прекурсорлық ақуыздарды байланыстырып, оларды TIM-ге жеткізеді.
Most of proteins destined for the mitochondrial matrix are synthesized as precursors in the cytosol and are imported into the mitochondria by the translocase of the outer membrane (TOM) and the translocase of the inner membrane (TIM). The IMS is involved in the mitochondrial protein translocation. The precursor proteins called small TIM chaperones which are hexameric complexes are located in the IMS and they bind hydrophobic precursor proteins and delivery the precursors to the TIM.
Окистендіру фосфорилирлеуі
Гликолиз нәтижесінде түзілген пируват және майлардың ыдырауынан пайда болған май қышқылдары сыртқы митохондриялық мембранадағы порлар арқылы митохондриялық ММС-ге енеді. Содан кейін олар ішкі митохондриялық мембрана арқылы матрицаға тасымалданады және ацетил-КоА-ға айналып, лимон қышқылы циклына қосылады. Ішкі митохондриялық мембранадағы тыныс алу тізбегі окистендіруші фосфорилирлеуді жүзеге асырады. Электрондық тасымалды үш фермент кешені қамтамасыз етеді: NADH убихинон оксидоредуктаза кешені (I кешен), убихинон цитохром c оксидоредуктаза кешені (III кешен) және цитохром c оксидаза (IV кешен). Протондар осы тыныс алу кешендері арқылы митохондриялық матрицадан ММС-ге сорылады. Нәтижесінде H+ градиентінің (pH градиентінің) және кернеу градиентінің (мембраналық потенциалдың) күштерімен біріктірілген электрохимиялық градиент пайда болады. ММС-тегі pH матрицадағыдан 0,7 бірлік төмен, ал ММС жағындағы мембраналық потенциал матрица жағындағыдан оң зарядталған болады. ММС-тен матрицаға дейінгі бұл электрохимиялық градиент митохондриядағы АТФ синтезін қозғау үшін пайдаланылады. Шаперонның ММС-ге қатысуы ұсынылған, бірақ осы уақытқа дейін нақты белгілі емес. Эукариоттық Hsp70, яғни 70 кДа жылулық шок ақуызы, әдетте цитоплазмада орналасқан, сонымен қатар хлоропластардың ММС-інде де табылады. Алынған гипотезаға сәйкес, Hsp70-тің бірге орналасуы хлоропластардың ММС-іне және одан өтуге ақуыз прекурсорларының тиімді транслокациясы үшін маңызды.
The pyruvate generated by glycolysis and the fatty acids produced by breakdown of fats enter the mitochondrial IMS through the porins in the outer mitochondrial membrane. Then they are transported across the inner mitochondrial membrane into the matrix and converted into the acetyl CoA to enter the citric acid cycle. The respiratory chain in the inner mitochondrial membrane carries out oxidative phosphorylation. Three enzyme complexes are responsible for the electron transport: NADH ubiquinone oxidoreductase complex (complex I), ubiquinone cytochrome c oxidoreductase complex (complex III), and cytochrome c oxidase (complex IV). The protons are pumped from the mitochondrial matrix to the IMS by these respiratory complexes. As a result, an electrochemical gradient is generated, which is combined by forces due to a H+ gradient (pH gradient) and a voltage gradient (membrane potential). The pH in the IMS is about 0.7 unit lower than the one in the matrix and the membrane potential of the IMS side becomes more positively charged than the matrix side. This electrochemical gradient from the IMS to the matrix is used to drive the synthesis of ATP in the mitochondria. Chaperone involvement in the IMS has been proposed but still remains uncertain. The eukaryotic Hsp70, which is the heat shock protein of 70 kDa, typically localized in the cytoplasm is also found in the IMS of chloroplasts. The resulting hypothesis states that co localization of Hsp70 is important for efficient translocation of protein precursors into and across the IMS of chloroplasts.
Ядролық қоршаулардың мембранааралық кеңістігі
Ядролық қаптама ядролық тесіктермен өтетін және шағын мембраналық кеңістікпен бөлінетін екі липидтік қос қабатты мембранадан тұрады, бұл кеңістік көбінесе перинуклеарлық кеңістік деп аталады. Перинуклеарлық кеңістіктің ені әдетте 20-40 нм құрайды. Кейбір белоктар мен ферменттердің перинуклеарлық транслокациясы зерттелді, нәтижелер перинуклеарлық кеңістіктің геномның тұтастығы және гендік реттеу үшін маңызды екенін көрсетті.
The nuclear envelope is composed of two lipid bilayer membranes that are penetrated by nuclear pores and separated by a small intermembrane space, which is often called the perinuclear space. The perinuclear space is usually about 20 40 nm wide. The perinuclear translocation of certain proteins and enzymes were studied and results showed that perinuclear space was important for genome integrity and gene regulation.