NANG LUONG SINH HOC 6

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
BÀI BÁO CÁO
GVGD: PGS.TS.VÕ VĂN TOÀN
HVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC HƯƠNG
Chức năng của ty thể trong chuyển đổi năng lượng, là những "cỗ máy" của tế bào
TY THể
TY THể
Cấu tạo: không chuyển động, hình trụ dài , đường kính từ 0,5-1,0 micromet
Tổ chức chung của ty thể bao gồm bốn thành phần: chất nền, màng bên trong và bên ngoài, không gian giữa 2 lớp màng.
Màng ngoài chứa nhiều protein xuyên màng phân bố trong lớp lipit kép. Nó hoạt động như một bộ lọc, cho phép các phân tử nhỏ lên đến 5.000 Daltons đi qua, bao gồm protein nhỏ. Hầu hết các phân tử không thể xâm nhập màng bên trong.
Màng bên trong và không gian giữa 2 lớp màng là nơi mà thực hiện chức năng chính của ty thể. Màng bên trong bao gồm 10% cardiolipin, một phospholipid làm cho ion không thể xâm nhập vào bên trong màng. Tuy nhiên, màng bên trong chứa protein vận chuyển , là nơi mà các phân tử nhỏ được thấm qua một cách chọn lọc, vào trong và chuyển hóa trong chất nền
Màng bên trong gấp khúc tạo thành các mào răng lược.
TY THể
Trong bào tương, glucose được chia nhỏ theo con đường đường phân thành hai phân tử pyruvate, sau đó đi vàocác ty thể. Phân tử chất béo ở dạng triglycerides bị phân giải thành các axit béo và di chuyển vào ty thể. Cả hai sản phẩm được chuyển thành acetylCoA , acetylCoA đi vào chu trình Acid Citric (CAC).
TY THể
Trong màng bên trong, một quá trình hóa thẩm thấu chuyển đổi năng lượng oxy hóa trong ATP từ ADP + Pi.
Trong các phản ứng của chuỗi phản ứng diễn ra trên màng trong, các electron được kết hợp với oxy phân tử. Do đó năng lượng thoát ra hướng tới sự chuyển đổi ADP + Pi thành ATP. Điều này được gọi là phosphoryl hóa oxy hóa, mà phụ thuộc vào quá trình hoá thẩm.
TY THể
Khi các electron năng lượng cao được vận chuyển xuống chuỗi vận chuyển điện tử trong màng bên trong, năng lượng thoát ra được sử dụng để bơm proton qua màng từ bên trong nội chất vào không gian giữa 2 lớp màng.
Gradient proton cũng được sử dụng để vận chuyển các chất chuyển hóa (như axit béo) vào không gian giữa hai lớp màng.
Thuyết phát sinh ty thể: Khi các tế bào phân chia, các bào quan tế bào chất mới phải được tạo ra để bắt kịp với sự phân chia. Điều này có thể được thực hiện bằng de novo, hoặc bởi những cơ quan đang tồn tại cũng chia. Sau đó bằng cách nào đó ty thể và lục lạp phát sinh. Ty thể và lục lạp chứa hệ thống gen riêng biệt, được yêu cầu để nhân rộng. Tuy nhiên, tương đối ít protein được mã hóa bởi DNA của bào quan này, và hầu hết các protein bào quan được mã hóa bởi DNA nhân. Ở người và nhiều sinh vật khác, các ty thể được di truyền từ mẹ, bởi vì tinh trùng chỉ chứa một ty thể lớn ở đuôi mà không được truyền trong thụ tinh. Khoảng một nửa các loài thực vật ,ti thể và lục lạp được di truyền từ mẹ.
TY THể
Ti thể DNA có chứa gen quy định 13 protein ty lạp thể tham gia vào tiêu thụ oxy. Sự khác nhau trong chuỗi DNA của những gen này do đó có thể đóng góp vào sự khác biệt trong hiệu suất độ bền giữa các gen. Nghiên cứu gần đây đã cung cấp dữ liệu mâu thuẫn về mối quan hệ giữa DNA ti thể và một yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất độ bền quan trọng, tiêu thụ oxy tối đa.
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Hầu hết năng lượng để duy trì các hoạt động là của quá trình oxy hóa các nhiên liệu. Do đó, mức tiêu thụ oxy tối đa của một cá thể là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến mức hoạt động bền bỉ
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Hiệu quả của việc đào tạo về tiêu thụ oxy tối đa (VO2max) đã trở thành một trọng tâm chính của các nhà nghiên cứu, nhưng bây giờ lại tăng chú ý sang ảnh hưởng của gen
Các nhà nghiên cứu đầu tiên có những đóng góp về mặt di truyền đối với hoạt động cần oxy bằng cách đưa ra giả thuyết rằng sự khác nhau cá thể trong việc tiêu thụ oxy cực đại được quy định chủ yếu bởi yếu tố di truyền (Klissouras, 1971).
Điều tra sau đó đã chứng minh một tác động đáng kể nhưng ảnh hưởng của yếu tố di truyền ít hơn trong việc tiêu thụ oxy cực đại của các cá nhân ít vận động (Bouchard et al., 1998) và của các cá nhân vận động (Bouchard et al., 1999).
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Ngoài ra, ảnh hưởng của mẹ trong việc tiêu thụ oxy cực đại đã được quan sát (Lesage et al., 1985).
Nói chung, sự khác biệt trình tự DNA xảy ra trong hơn 1% dân số được gọi là đa hình, hoặc biến hình. Biến hình có thể chiếm một số khác biệt trong khả năng thực hiện giữa các cá nhân (kiểu hình không đúng), bao gồm VO2max. Nghiên cứu trong lĩnh vực này đã tập trung vào trình tự DNA ty thể, gen creatine kinase, và gen cho angiotensin converting enzyme (xem Hagberg et al 2001.,, Để xem xét).
DNA ti thể là quan tâm đặc biệt, bởi vì nó có chứa các gen cho nhiều enzym tham gia vào tiêu thụ oxy, và nó được thừa hưởng từ chỉ người mẹ. Điều tra về mối quan hệ giữa DNA ti thể và tiêu thụ oxy cực đại là trọng tâm của bài viết này.
Sản xuất năng lượng liên quan đến con đường trao đổi chất cho phosphoryl hóa oxy hóa, đặc biệt là chuỗi vận chuyển điện tử trong ty thể. Ti thể DNA có chứa gen mã hóa 13 protein của chuỗi vận chuyển điện tử cũng như 22 RNA vận chuyển và hai RNA ribosome cần thiết để tổng hợp trong nội bộ của ty lạp thể của chúng (Shadel và Clayton, 1997). Về mặt lý thuyết, sự thay đổi trong những gen này hoặc khu vực quy định liên quan của chúng có thể ảnh hưởng đến sự di chuyển của electron và ion hydro thông qua chuỗi vận chuyển điện tử đến oxy, từ đó làm thay đổi khả năng sản xuất năng lượng.
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Báo cáo đầu tiên để giải quyết các mối liên quan giữa trình tự DNA ty thể và hiệu suất hiếu khí là bởi Dionne et al. (1991). Thông qua một chương trình sức chịu đựng luyện tập 20 tuần, các tác giả đã đánh giá mối quan hệ của tiêu thụ oxy cực đai cơ bản và phản ứng của nó với DNA ti thể biến hình được phát hiện bởi 22 enzim giới hạn. Các đối tượng là 46 người Bắc Mỹ đã từng định cư tại thời điểm nghiên cứu. Trong số các biến thể xác định, những đối tượng chứa một biến trong gen mã hóa tiểu đơn vị 5 của NADH dehydrogenase đã giải thích một phản ứng đào tạo thấp hơn đáng kể cho VO2max. Ngoài nằm trong gen của tiểu đơn vị 5 của NADH dehydrogenase, các biến thể còn nằm trong một gen RNA chuyển giao cho threonine, và trong khu vực quản lý của DNA ti thể được gọi là vòng lặp chuyển (D-loop), chứng minh mối quan hệ quan trọng để các phản ứng đào tạo VO2max . Sau đó, Rivera và các cộng sự (1997) đo tần số của mỗi trong ba biến thể xác định trong gen dehydrogenase NADH và một biến thể của D-loop trong 125 vận động viên ưu tú và độ bền trong 65 điều khiển định canh định cư. Họ nhận thấy có sự khác biệt đáng kể về tần suất của các biến hình giữa hai nhóm. Tuy nhiên, việc giải thích kết quả như vậy có thể bị giới hạn bởi nguồn gốc tổ tiên của các đối tượng.
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Các nhóm ưu tú bao gồm các vận động viên sức chịu đựng Da từ ba châu lục, trong khi nhóm đối chứng bao gồm da trắng Mỹ và Canada. Các dữ liệu của tổ tiên từ Dionne et al. (1991) đã không hoàn chỉnh, như dân số chủ đề của họ bao gồm tiếng Pháp của Canada và các đối tượng của dân tộc không nói ra. Hơn nữa, nó là rõ ràng cho dù nguồn gốc tổ tiên phản ánh nguồn gốc mẹ của các đối tượng từ các cuộc điều tra.
Các nghiên cứu gần đây của Trung Quốc (Chen et al, 2000;.. Ma et al, 2000) có liên quan đến đối tượng với những quy định dân tộc của người mẹ. Các nhà nghiên cứu tập trung vào các D-loop, trong đó có yếu tố điều chỉnh sự sao chép DNA ti thể và phiên mã (Shadel và Clayton, 1997). Trong nghiên cứu của Chen et al. (2000), các biến hình trong D-loop được tạo ra bởi bốn enzim giới hạn (mà phân mảnh DNA reproducibly) đã được kiểm tra trong một mẫu của 120 đối tượng Trung Quốc bao gồm 67 vận động viên sức chịu đựng, 33 vận động viên sức bền chung, và 20 người không di chuyển. Có chín kiểu hình thái, và tần số của họ là khác nhau đáng kể giữa ba nhóm. Ma và các cộng sự (2000) sử dụng các enzym tương tự và điều tra các tần số xuất hiện của tám kiểu hình thái trong 27 vận động viên nữ cơ sở. Mang ba biến hình cho thấy giá trị tiêu thụ oxy cực đại cao hơn . Các tác giả cho rằng sự kết hợp rõ ràng giữa DNA ti thể D-loop đa hình và khả năng bền bỉ cần sự xác nhận. Chen et al. (2000) cho rằng một mối quan hệ tốt hơn có thể tồn tại giữa các kiểu DNA ti thể và hiệu suất độ bền hơn tiêu thụ oxy cực đại.
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Những phát hiện từ nghiên cứu thuần tập của Trung Quốc và sự thiếu dữ liệu di truyền có sẵn cho các vận động viên Úc, phòng thí nghiệm của chúng tôi đã điều tra mối quan hệ giữa DNA ti thể biến hình D-loop (tạo ra bởi bốn enzim giới hạn) và tiêu thụ oxy cực đại của 40 vận động viên nam người Úc đi xe đạp độ bền (đối với phương pháp nhìn thấy Brearley et al., 2001). Những người đi xe đạp đã được lựa chọn bởi một bảng câu hỏi sàng lọc cho dân tộc bà mẹ châu Âu, bởi vì dân số châu Âu có trình tự DNA ty thể rất giống nhau. (Melton et al., 1994). Không có liên quan đáng kể giữa sự tiêu thụ oxy tối đa và biến hình D-loop trong dân số vận động viên. Chúng tôi cũng sử dụng ba loại enzim hạn chế hơn để phân tích trình tự gen trong D-loop, nhưng chúng tôi không tìm thấy biến thể trình tự mới.
Kết quả nghiên cứu của chúng tôi là phù hợp với các báo cáo của Dionne et al. (1991) và Rivera et al. (1998), người đã không tìm thấy mối quan hệ đáng kể giữa morphs D-loop và tiêu thụ oxy cực đại của người ít vận động hoặc tình trạng sức bền vận động viên ưu tú. Sự khác biệt giữa những phát hiện và những người của Chen et al. (2000) và Ma et al. (2000) có thể được liên quan đến các dân tộc khác nhau giữa các đối tượng, bởi vì vùng D-loop được biết là khác nhau giữa các quần thể (Horai và Hayasaka, 1990). Ngoài ra, trong nghiên cứu của chúng tôi và của Ma et al. (2000) các kích thước mẫu nhỏ không cho phép kết luận chắc chắn về sự hiện diện hay vắng mặt của hiệu ứng nhỏ. Cho đến nay, chỉ có 7% của vùng D-loop và 4% bộ gen DNA ti thể đã được phân tích trong các quần thể thao. Những điều tra (Brearley et al 2001;. Chen et al 2000;.. Ma et al 2000) đã bổ sung thêm bằng chứng mới, mặc dù mâu thuẫn, để mối quan hệ giả thiết giữa trình tự DNA ty thể, hiệu suất độ bền, và VO2max.
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
Thử thách tiếp theo sẽ giải thích như thế nào mối quan hệ này trong mối quan hệ với các yếu tố hạn chế tiêu thụ oxy cực đại. Có một số bằng chứng cho thấy tiêu thụ oxy cực đại trong các vận động viên bị hạn chế bởi khả năng cung cấp ôxy cho cơ bắp, chứ không phải là khả năng của cơ bắp (và do đó mitochondria) để sử dụng oxy (Bassett và Howley, 2000; Richardson et al., 1999). Tuy nhiên, chức năng của ty lạp thể vẫn có thể được liên quan chặt chẽ đến sự đào tạo của việc tiêu thụ oxy trong các quần thể trước đây ít vận động .
ADN TY THể Và TIÊU THụ OXY TốI ĐA
THE END!!!