Manga metilena sy mitôkôndria: fitaterana elektrôna sy ny porofo

Alaivo sary an-tsaina ny santionany roa mifanila. Samy misy mitôkôndria avy amin'ny atidoha nasiana rotenone, akora simika manakana ny Kompleksa I ao amin'ny rojo fisefoana, izy ireo. Ao amin'ny iray, ampidirin'ny mpanao fanandramana amin'ny pipety ny manga metilena amin'ny fatra micromolar. Miverina amin'ny ampahany ny fampiasana ôksizena. Miverina amin'ny ampahany ny tosi-kerinaratra eo amin'ny fonony. Manomboka indray ny famokarana ATP kely. Ao amin'ilay kivety mifanila kosa, ny mpandrefy perôksida no mampiseho ny antsasaky ny tantara hafa: nitombo ho avo heny maromaro ny famoahana perôksida hidrôzenina, tamin'ny fatra rehetra notsapaina sy tamin'ny substrata rehetra nampiasaina.

Marina avokoa ireo fandrefesana roa ireo. Mpitondra elektrôna afaka mampandeha hatrany ny fikorianany mandalo ivelan'ny ampahany simba amin'ny rojo fisefoana ny manga metilena, ary io fitaterana io ihany no mampitombo perôksida mandritra izany. Raha raisina miaraka ireo zava-misy roa ireo, dia azo takarina ny literatiora momba ny fiasan'ny manga metilena ao amin'ny mitôkôndria. Raha iray ihany no raisina, dia toa fahagagana na loza izy, arakaraka ny lahatsoratra novakinao voalohany.

Ny fitaterana elektrôna, hazavaina tsotra

Toy ny zotra fampitana mifandimby ny rojo fisefoana. Miditra ao amin'ny Kompleksa I ny elektrôna avy amin'ny NADH, na ao amin'ny Kompleksa II sy ireo anzima flavine mifandray aminy avy amin'ny succinate sy ireo mpanome elektrôna mitovitovy aminy. Avy eo dia mandalo amin'ny Kompleksa III mankany amin'ilay mpitondra mihetsika, ny sitôkrôma c, ary mandalo amin'ny Kompleksa IV mankany amin'ny ôksizena. Isaky ny fampitana dia atosika hiampita ny fonony anatiny ny prôtôna, ary ny fahasamihafan'ny fifantohana aterak'izany no mampandeha ny famokarana ATP. Raha misy dingana iray voasakana, dia mijanona ny fikorianana any amin'ireo dingana mialoha azy.

Miditra ho toy ny mpitondra amin'ny lalana mifanindran-dalana ny manga metilena. Mandray elektrôna avy amin'ireo mpitondra any amin'ny dingana mialoha ny endriny voaôksida, ka lasa ilay endrika niharan'ny rediksiôna tsy misy loko, leucomethylene blue. Io kosa avy eo dia mampita ireo elektrôna any amin'ny dingana manaraka ary miverina ho manga. Hazavaina ao amin'ny fanazavana momba ireo endrika roa mifandray amin'ny redox ireo endrika roa ireo, ary ny fomba fampitana amin'ny ankapobeny dia ao amin'ny fanazavana ankapobeny momba ny fomba fiasany. Ny fanontaniana mbola misokatra dia hoe aiza no idiran'ilay mpitondra indray ao amin'ny zotra: eo amin'ny toerana famatorana quinol ao amin'ny Kompleksa III, fantatra amin'ny anarana hoe toerana Qo, sa mivantana eo amin'ny sitôkrôma c. Miankina amin'ny toe-javatra ny lalam-pivoahana manjaka, araka ny hazavain'ny fandinihana ny fandalovana ivelan'ny Kompleksa III amin'ny antsipiriany.

Izay tena norefesin'ny fanadihadiana telo tamin'ny biby mpikiky

Samy nampiasa mitôkôndria avy amin'ny atidoha natokana ireo fanadihadiana telo ireo, izany hoe ôrganela nesorina tao amin'ny sela ary nampitsingevanina tao anaty vahaolana tampôna voafaritra. Tsy nisy sela mbola manontolo, tsy nisy biby nomena fatra, ary tsy nisy olona natao fanandramana. Ny fifantohana dia manondro ilay ranoka manodidina ny ôrganela, fa tsy fatra raisin'olona am-bava. Raha tazonina mazava io sehatra io, dia mazava ny ambaran'ny tarehimarika.

Ny fanadihadiana voalohany, tamin'ny mitôkôndria natokana avy amin'ny atidohan'ny kisoa ginea, tamin'ny 100 nanomolar ka hatramin'ny 2 micromolar, dia nandrefy ny tombony sy ny voka-dratsiny tao amin'ny santionany iray. Tao amin'ny mitôkôndria salama, nampitombo ny fampiasana ôksizena amin'ny toe-pialan-tsasatra ilay loko, nefa tsy nanova ny fisefoana nampirisihin'ny ADP. Noho izany, tsy nihatsara ny famokarana ATP mifamatotra amin'izany. Rehefa voasakana ny Kompleksa I, ny 2 micromolar dia nampiakatra indray ny famokarana ATP avy amin'ny 46 ho 93 nanomoles isa-minitra isaky ny milligram, raha manodidina ny 1109 ny tahan'ny famokarana ara-dalàna. Rehefa voasakana ny Kompleksa III, io fatra io ihany dia nampiakatra indray ny ATP avy amin'ny 46 teo ho eo ho 63, raha manodidina ny 910 ny tahan'ny famokarana ara-dalàna. Niverina tamin'ny ampahany ny tosi-kerinaratra sy ny fandraisana kalsioma. Tsy azo nodiavina ny fanakanana ny Kompleksa IV tamin'ny cyanide, ka midika izany fa mivoaka alohan'ny Kompleksa IV mbola miasa ireo elektrôna mahasoa. Nisy lanjany ara-statistika nefa kely avokoa ireo famerenana amin'ny fiasana: ampahany latsaky ny folo isan-jaton'ny famokarana ATP ara-dalàna.

Ny fanadihadiana faharoa, tamin'ny mitôkôndria avy amin'ny hodi-atidohan'ny totozy, tamin'ny 1 micromolar teo ho eo, dia nanamafy ny fandalovana ivelan'ny Kompleksa I ary nametraka fetra teo amin'ny Kompleksa III. Nampidina ny fisefoana avy amin'ny 121 teo ho eo ho latsaky ny 2 nanomoles ôksizena isa-minitra isaky ny milligram ny rotenone, ary nampiakatra izany ho 21 teo ho eo ilay loko, izany hoe manodidina ny ampahenina amin'ny ara-dalàna, raha niverina saika tanteraka kosa ny tosi-kerinaratra eo amin'ny fonony. Saingy rehefa voasakana ny Kompleksa III, dia tsy niverina ny fisefoana na ny tosi-kerinaratra tamin'ny 1 ka hatramin'ny 5 micromolar, ary nampihena ny famantarana perôksida naterak'ilay loko ilay fanakanana. Nanolotra ny hevitra ireo mpanoratra fa eo amin'ny toerana Qo ao amin'ny Kompleksa III no anateran'ilay loko niharan'ny rediksiôna ny elektrônany: rehefa voabahana io toerana io, dia tsy misy toerana hanateran'ilay mpitondra azy ireo.

Ny fanadihadiana fahatelo, tamin'ny mitôkôndria avy amin'ny atidohan'ny totozy, voalavo ary kisoa ginea, indrindra tamin'ny 2 micromolar, dia nanandrana mivantana ilay tsy fitovian-kevitra ary nahita fa azo lalovana ivelany ny fanakanana ny Kompleksa III. Rehefa nampihena 88 isan-jato ny fisefoana fototra ny myxothiazol, mpanakana ny toerana Qo, dia nampiverina ny fampiasana ôksizena ho 62 isan-jato teo ho eo amin'ny tahan'ny tsy nisy fanakanana ilay loko. Tamin'ny fitsapana mivantana, ny antsasaky ny micromolar dia nampiharan'ny rediksiôna ny sitôkrôma c nampiana avy any ivelany, na dia voasakana aza ny Kompleksa III. Manohana lalana avy amin'ny NADH, mandalo amin'ilay loko mankany amin'ny sitôkrôma c, ary avy eo mankany amin'ny Kompleksa IV izany. Saingy tsy ara-dalàna ny fihetsik'ilay fisefoana naverina: nampidina ny fampiasana ôksizena ny ADP nampiana fa tsy nampiakatra izany, ary nampirisika ny fisefoana ny fanakanana ny famokarana ATP. Tamin'ny ampahany ihany no niverenan'ny tosi-kerinaratra. Tsy famokarana angovo ara-dalàna ny fampiasana ôksizena betsaka miaraka amin'ny fifamatoran'ny fizotran-javatra mivadika.

Ny antony tsy itovian'ny valin'ny laboratoara, sy izay manazava izany

Voalohany, tsy mahazaka ny porofo ny fanazavana mifototra amin'ny fahasamihafan'ny karazana biby. Namerina ny asa tamin'ny biby mpikiky telo ny vondrona fahatelo ary nahazo fandalovana ivelany mitovy toetra tamin'izy rehetra, anisan'izany ilay tsipika ara-pirazanan'ny totozy izay voalaza teo aloha fa tsy nahitana izany. Ny tena samy hafa kosa dia ny fifantohana (1 raha oharina amin'ny 2 micromolar), ny fatran'ny mpanakana, ny vahaolana tampôna, ny fomba fanokanana, ary indrindra ny toetry ny angovo nampitahaina: mazava indrindra ilay fandalovana ivelany alohan'ny fampiana ADP, izay fotoana isehoan'ilay valin'ny ADP mifanohitra amin'ny andrasana indrindra. Noho izany, ny kisary maneho marina ny zava-misy dia mampiseho lalam-pivoahana roa miankina amin'ny toe-javatra, ny iray eo amin'ny toerana Qo ary ny iray eo amin'ny sitôkrôma c. Manatitra eo amin'izay avelan'ny toe-javatra simika eo an-toerana ilay mpitondra.

Ny tambiny amin'ny perôksida

Mitovy hatrany ny lafiny voka-dratsiny, toy ny lafiny famerenana amin'ny fiasana. Tamin'ny asa natao tamin'ny kisoa ginea, nampitombo ny famoahana perôksida ilay loko tamin'ny toe-javatra rehetra notsapaina: tamin'ny fialan-tsasatra, tamin'ny famokarana ATP, ary tamin'ny fahasimbana nateraky ny akora simika, teo amin'ireo substrata telo rehetra. Nandritra ny famokarana ATP, niakatra avy amin'ny 148 teo ho eo ho mihoatra ny 1500 picomoles isa-minitra isaky ny milligram ny famoahana tamin'ny 1 micromolar, ary na ny 100 nanomolar aza dia nampitombo ny famantarana ho mihoatra ny avo efatra heny. Nampihena ny hafainganam-panesorana perôksida ho 2.6 heny miadana kokoa teo ho eo koa ilay loko. Noho izany, ny famantarana dia vokatry ny fiforonan'ny perôksida haingana kokoa sy ny fanesorana azy miadana kokoa miaraka. Ny fanazavana simika natolotra dia rediksiôna mivantana amin'ny ôksizena ataon'ilay loko efa niharan'ny rediksiôna, tsy misy superôksida azo tsikaritra, na dia mbola fandikana ny vokatra aza izany fa tsy dingana voaporofo.

Manampy fahasarotana mahasoa amin'ny sary ankapobeny ny asa natao tamin'ny totozy. Niakatra mafy arakaraka ny fatra ny perôksida, avy amin'ny sanda fototra manodidina ny 76 ho saika 2000 picomoles isa-minitra isaky ny milligram tamin'ny 2 micromolar, nefa nampihena ny ampahany naterak'ilay loko ny fanakanana ny Kompleksa III. Raha avy amin'ny fihetsik'ilay loko niharan'ny rediksiôna amin'ny ôksizena ihany ny perôksida, dia tsy tokony hisy fiantraikany lehibe toy izany ny fanakanana ny rojo. Misy fiantraikany anefa izany, ka mandray anjara ilay rojo. Ny famerenana mijery ny asa manohitra sy mampirisika ny ôksidasiôna dia mametraka ireo lafiny roa ireo ao anatin'ny sehatra midadasika kokoa, ary ny fandinihana ny ôksizena raha oharina amin'ny ATP dia manazava ny antony tsy hahafahan'ny tarehimarika momba ny ôksizena irery manamarina filazana momba ny angovo.

Tsy fanamboarana ny famerenana amin'ny fiasana

Ny fehezanteny tokony hatsahatra dia ny hoe “manamboatra mitôkôndria ve ny manga metilena.” Ny fanamboarana dia tokony hidika ho fanitsiana maharitra: kompleksa voaorina indray, fifamatoran'ny fizotran-javatra maharitra aorian'ny fialan'ilay fanafody, fiverenan'ny fiasana ao amin'ny sela mbola manontolo, ary avy eo fanatsarana ny fiasana ao amin'ny zavamananaina velona. Tsy misy amin'ireo lahatsoratra telo mampiseho izany. Ny asehon'izy ireo dia fanovana vetivety ny lalana ao amin'ny ôrganela vao natokana, mandritra ny fanakanana simika natao an-tsitrapo, miaraka amin'ny famokarana ATP ampahany kely amin'ny ara-dalàna ary indraindray fifamatoran'ny fizotran-javatra tena tsy mahazatra. Fitaovana ao amin'ny laboratoara ny rotenone sy antimycin, fa tsy môdely maneho ny fahanterana na ny aretin'ny mitôkôndria amin'ny olombelona. Tsy misy eto azo adika ho angovo bebe kokoa ho an'ny olona salama, izay fanontaniana hafa momba ny porofo ary manana ny literatiorany manokana momba ny olombelona.

Fetra telo no mitazona ho marina izay tsoa-kevitra momba ny biohacking. Voalohany, tsy fatra ny fifantohana ao amin'ilay ranoka: ny 0.1 ka hatramin'ny 2 micromolar manodidina ny ôrganela natokana dia tsy milaza hoe firy ny habetsahana raisina am-bava mba hahatonga izany fifantohana malalaka izany eo amin'ny mitôkôndria ao amin'ny atidohan'olombelona. Vao mainka izany satria miangona na mivoaka ilay loko arakaraka ny tosi-kerinaratra eo amin'ny fonony ihany. Faharoa, tsy angovo ny ôksizena: afaka mampitombo ny fampiasana ôksizena amin'ny alalan'ny fihodinana miverimberina sy ny fivoahana tsy voafehy ilay loko, ary koa amin'ny alalan'ny fôsforilasiôna mamokatra ATP. Noho izany, tsy afaka manamarina filazana momba ny angovo ny fandrefesana fisefoana tsy miaraka amin'ny fandrefesana ATP sy tosi-kerinaratra. Fahatelo, tsy maintsy lazaina miaraka ny tombony sy ny enta-mavesatra: izay filazana momba ny fiverenan'ny tosi-kerinaratra na ATP nefa tsy milaza ny fiakaran'ny perôksida miaraka aminy dia manome tatitra diso momba ny fanandramana. Anisan'ireo fanazavana mametra ny fandikana koa ny fifandanjana redox an'ny NAD, ny endriky ny valiny arakaraka ny fatra ary ny torolalana momba ny fitsapana.

Fanamarihana iray azo ampiharina: toetra ananan'ilay molekiola marina io fitaterana io. Mandray anjara amin'ny redox koa ireo molekiola mifandray aminy izay nesorina vondrona metila, toy ny Azure B, nefa hafa ny fihetsiny. Noho izany, fanandramana hafa ny fampiasana vahaolana simba amin'ny ampahany raha oharina amin'ny fampiasana loko mbola tsy simba. Izany no antony iray tokony hitakiana ny fepetra feno ao amin'ny farmakôpeia sy ny antontan-taratasy navoaka momba ny andiany iray, fa tsy fitiliana metaly fotsiny. Ny fihetsika simika ateraky ny hazavana dia manampy fampitandremana hafa ho an'ny fampiasana misy fanazavana, izay voaresaka ao amin'ny fampiarahana amin'ny hazavana mena.

Mbola mijoro eo anatrehan'izany rehetra izany ilay filazana voafetra, ary mendrika hotazonina: afaka miasa ho mpitondra elektrôna miankina amin'ny toe-javatra ny manga metilena ao amin'ny mitôkôndria simba sy natokana, ka mitahiry ampahany amin'ny fikorianana nefa mampitombo perôksida ho tambiny. Izay rehetra mihoatra izany, toy ny angovo, faharetan'ny aina, na fanamboarana, dia mbola miandry porofo izay tsy natao nomen'ireto fanadihadiana ireto mihitsy.