پاورپوینت فيزيولوژي گياهي (pptx) 42 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 42 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

موضوع:فيزيولوژي گياهي انتقال الكترون در ميتو كندري و ساخت ATP ATP يك حامل انرژي است كه سلول آن را براي به حركت در آوردن فرآيندهاي حياتي مورد استفاده قرار مي دهد و انرژي شيميايي كه در چرخه اسيدسيتريك به شكل NADH و FADH2 ( هم ارزهاي اكسيداسيون و احيا با الكترون پر انرژي ) ذخيره مي شود نيز بايد برا ي انجام كار مفيد در سلول به ATP تبديل شود. اين فرآيند وابسته به O2 فسفريلاسيون اكسيداتيو نام داشته و در غشاي دروني ميتو كندري اتفاق مي افتد. در اين بخش فرآيندي را توضيح مي دهيم كه در طي آن سطح انرژي الكترون ها به تدريج كاهش يافته و به شكل شيب الكتروشيميايي پروتون در عرض غشاي ميتوكندري ذخيره مي شود. البته اساساً مشابه همه سلول هاي هوازي ، زنجيره انتقال الكترون گياهان (و قارچ ها ) داراي NAD(P)H دهيدروژناز چندگانه و يك اكسيداز جايگزين است كه در ميتو كندري هاي پستانداران وجود ندارد. در اين قسمت همچنين در خصوص آنزيمي كه انرژي حاصل از شيب پروتون را براي ساخت ATP مورد استفاده قرار مي دهد ، يعني ATP – F0F1 سنتاز نيز بحث خواهيم نمود. پس از ذكر مراحل مختلف ساخت ATP ، فرآيند حفظ انرژي در هر مرحله و همچنين ساز و كارهاي تنظيمي كه مسيرهاي مختلف را با هم هماهنگ مي كنند نيز به صورت خلاصه مورد توجه قرار خواهيم داد. زنجيره انتقال الكترون ، جريان الكترون از NADH به O2 را كاتاليز مي كند به ازاي هر مولكول ساكارزي كه از طريق گليكوليز و مسيرهاي چرخه اسيدسيتريك اكسيد مي شود ، چهار مولكول NADH در سيتوسول و 16 مولكول NADH بعلاوه چهار مولكول FADH2 ( مربوط به سوكسينات دهيدروژناز ) در ماتريكس ميتوكندري سلوس تشكيل مي شود. اين تركيبات احيا شده بايد دوباره اكسيد شده و يا اينكه كل فرآيند تنفس متوقف مي شود. زنجيره انتقال الكترون از (FADH2)NADH به اكسن كه پذيرنده نهايي الكترون در فرآيند تنفس است را كاتاليز مي كند. براي اكسيداسيون NADH ، يك انتقال دو الكتروني كلي به صورت زير مي توان نوشت : از روي پتانسيل احيا كنندگي براي جفت و جفت ( +180 ميلي ولت ) مي توان محاسبه نمود كه انرژي استاندارد آزاد شده در طي واكنش كلي در حدود 220 كيلوژول بر مول ( 5 كيلو كالري بر مول ) به ازاي دو الكترون است ( در مورد جزئيات بحث پيرامون انرژي آزاد استاندارد به فصل 2 مراجعه شود ). از آنجا كا پتانسيل احياكنندگي سوكسينات – فومارات بالاتر از جفت است ( +30 ميلي ولت ) ، براي هر دو الكترون آزاد شده در طي اكسيداسيون سوكسينات فقط 152 كيلوژول بر مول ( 36 كيلوكالري بر مول ) انرژي آزاد مي شود. نقش زنجيره انتقال الكترون ، اكسيداسيون NADH و ( FADH2) و استفاده از اين انرژي آزاد شده براي اتوليد يك شيب پروتون الكتروشيميايي يعني در عرض غشاي دروني ميتو كندري است.زنجيره انتقال الكترون گياهان داراي همان مجموعه حامل هاي الكتروني است كه در ميتو كندري ساير موجودات زنده نيز يافت مي شود ( شكل 8-11 ) ( سيدو ، 1995 ، سيدو و آمباچ ، 1995 ). پروتئين هاي منفرد انتقال الكترون در چهار كمپلكس چندپروتئين سازمان يافته اند ( كه با اعداد رومي I تا IV معرفي شده اند ) كه همه آنها در غشاي دروني ميتوكندري قرار گرفته اند. كمپلكس I ( NADH دهيدروژناز) : الكترون هاي حاصل از NADH ، كه در طي چرخه اسيدسيتريك در كاتريكس ميتوكندري توليد مي شوند ، توسط كمپلكس I ( يك NADH دهيدروژناز ) اكسيد مي شوند. حامل هاي الكترون در كمپلكس I شامل يك كوفاكتور به سختي متصل شده ( فلدوين منونوكلئوتيد - FMN كه از نظر شيميايي مشابه FAD است ، ( شكل 2—11 ب ) و چندين مركز آهن – گوگرد است. كمپلكس I بعداً اين الكترون ها را به يوني كوئينون منتقل مي كند. به ازاي هر جفت الكتروني كه از طريق كمپلكس عبور مي كند ، چهار پروتون از ماتريكس ميتوكندري به فضاي بين غشايي آن پمپ مي شود.يويي كوئينون يك حامل براي الكترون و پروتئين هاي كوچك محلول در ليپيد است كه درون غشاي دروني قرار دارد. اين حامل اتصال محكمي به هيچ پروتئيني ندارد و مي تواند به درون بخش آبگريز دو لايه غشا انتشار يابد. كمپلكس II ( سوكسينات دهيدروژناز ) . اكسيداسيون سوسكينات در چرخه اسيد سيتريك به وسيله اين كمپلكس كاتاليز شده و هم ارزهاي احيا كننده از طريق FADH2 و گروهي از پروتئين هاي آهن – گوگرد به خزانه يوبي كوئينون منتقل مي شوند. اين كمپلكس پروتون ها را پمپ مي كند. كمپلكس III ( كمپلكس سيتوكروم BC1 ). اين كمپلكس ، يوبي كوئينون احيا شده ( يوبي كوئينول ) را اكسيد نموده و الكترون ها را از طريق زمركز آهن – گوگرد ، دو سيتوكروم نوع b ( b565 و b560) و يك سيتوكروم متصل به غشاي C1 به سيتوكروم C منتقل مي كند. به ازاي هر جفت الكترون ، چهار پروتون توسط كمپلكس III و از طريق سازوكاري كه چرخه Q ناميده مي شود به بيرون از ماتريكس پمپ مي شود.سيتوكروم C يك پروتئين كوچك است كه آزادانه به سطح بيروني غشا متصل شده و به عنوان يك حامل متحرك كه براي انتقال الكترون بين كمپلكس III و IV عمل مي كند. كمپلكس IV ( سيتوكروم C اكسيداز ) : اين كمپلكس حاوي دو مركز مس ( CuB و CuA ) و سيتوكروم هاي a و a3 است. كمپلكس IV ، اكسيداز انتهايي است و چهار الكترون احيا شده از O2 را به دو مولكول H2O انتقال مي دهد. به ازاي هر جفت الكترون ، دو پروتون به بيرون از ماتريكس ميتوكندري پمپ مي شود ( شكل 8-11 ). از نظر ساختمان و عمل ، يوبي كوئينون و سيتوكروم bc1 كمپلكس به ترتيب خيلي سبيه به پلاستو كوئينون و كمپلكس سيتوكروم b6f ( كه در زنجيره انتقال الكترون فتوسنتز وجود دارند ) هستند. البته واقعيت بسيار پيچيده تر از آن چيزي است كه ذكر شد. كمپلكس هاي تنفسي گياه حاوي تعدادي زير واحدها هستند كه تا كنون ناشناخته مانده اند. چندين كمپلكس حاوي زير واحدهايي هستند كه فراتر از انتقال الكترون عمل مي كنند و در فعاليتهاي مانند خروج پروتئين نقش دارند. در نهايت چندين كمپلكس به صورت سوپر كمپلكس وجود دارند كه هنوز وظيفه اصلي آنها مشخص نيست ( ميلار و همكاران ، 2005 ).