14.1. Окислительное фосфорилирование происходит в митохондриях

Митохондрии представляют собою органеллы овальной формы длиной обычно около и диаметром Метод выделения митохондрий был разработан в конце 40-х годов. Юджин Кеннеди и Элберт Ленинджер (Eugene Kennedy, Albert Lehninger) открыли тогда присутствие в митохондриях дыхательных ансамблей, ферментов цикла трикарбоновых кислот и ферментов окисления жирных кислот. Электронно-микроскопические исследования выполненные Георгом Паладом и Фритьофом Сьёстрандом (George Palade, Fritjof Sjostrand), показали, что митохондрии имеют две мембранные системы: наружную мембрану и имеющую большую поверхность внутреннюю мембрану. Последняя образует многочисленные глубокие складки (гребневидные выросты), называемые кристами. Таким образом, в митохондриях имеются два компартмента: межмембранное пространство (между наружной и внутренней мембранами) и матрикс, ограниченный внутренней мембраной (рис. 14.2). Дыхательные ансамбли составляют неотъемлемую часть внутренней митохондриальной мембраны, тогда как большая часть реакций цикла трикарбоновых кислот и окисления жирных кислот протекает в матриксе.

Наружная мембрана вполне проницаема для большинства мелких молекул и ионов. В противоположность этому внутренняя мембрана проницаема почти для всех ионов и для большинства незаряженных молекул. Существуют специальные белковые переносчики, транспортирующие через внутреннюю митохондриальную мембрану такие молекулы, как АТР и жирные кислоты с длинной цепью.