Mitokondri: Partiler, İşlevler ve İlişkili Hastalıklar

Mitokondri, besinleri parçalamaktan ve daha sonra hücreler tarafından kullanılan ATP (adenozin trifosfat, özel bir molekül) formunda enerji dolu moleküller oluşturmaktan sorumlu olan küçük organellerdir (hücrenin belirli bir işlevi olan bölümleri). .

Bu nedenle mitokondrinin hücresel sindirim sistemi gibi hareket ettiği, bir alışveriş merkezine veya bir şehre, yani bir güç kaynağına elektrik enerjisi sağlayan elektrik sistemi ile karşılaştırabildiği söylenir.

Bir elektrik gücü üreten sistem, elektriği "oluşturmak" için bir yakıt kullanır. Şehir büyüdükçe, daha fazla enerjiye ihtiyaç duyacak.

Benzer şekilde, eğer hücreler daha aktif ise, daha fazla miktarda mitokondri gerektirirler.

ATP üretmek için mitokondri, hücresel solunum adı verilen işlemi gerçekleştirir. Mitokondri, gıda moleküllerini karbonhidratlar şeklinde alır ve ATP'nin nihai sonucunu vermek için onları oksijenle birleştirir. Oluşabilecek doğru kimyasal reaksiyon için enzim adı verilen proteinleri kullanırlar.

Hücresel solunum, alınan maddeleri daha basit bileşiklerde (karbondioksit ve su) ayrıştırır ve bu, organizmayı sağlayan enerjinin salınımının gerçekleştiği yerdir.

Mitokondri olarak adlandırılan bu organeller, hem ökaryotik hem de bitkilerde serbestçe yüzer.

Eritrositler (kırmızı kan hücreleri) gibi bazı hücreler mitokondri içermez. Hücre türüne bağlı olarak bunların sayısı bir ila 10.000 arasında değişebilir.

Çok fazla enerji gerektiren kas hücrelerinde daha fazla miktarda bulunurlar. Öte yandan, nöronlar enerjiye ihtiyaç duymazlar, bu nedenle daha az miktarda mitokondriye sahiptirler.

Mitokondri, şekli hızla değiştirebilir (eliptik veya oval) ve gerekirse hücre içinde hareket edebilir.

Hücre yeterince enerji almasa bile, daha sonra ikili bölünme işlemi adı verilen bir işlemde büyüyüp bölünerek kendisini çoğaltabilir.

Aksine, eğer hücre daha az miktarda enerjiye ihtiyaç duyarsa, bazı mitokondriler aktif değildir veya ölür.

Parçaları. Mitokondrinin yapısı

Mitokondri dinamik ve zincir oluşturmak için sürekli sigorta ve sonra ayrı. Tipik olarak bakıldığında tipik olarak kapsül benzeri bir şekle sahiptirler.

Elektron mikroskobu yardımıyla, mitokondrinin aşağıdaki bölümlerini tanımlamak mümkün olmuştur:

Dış membran

Küçük moleküller için tamamen geçirgendir. Pürüzsüz bir yüzey ile daha büyük molekülleri taşıyan özel kanallar içerir. Aynı zamanda koruma görevi görür ve şekli yuvarlaktan uzatmaya değişir.

Porinlerde, diğer moleküllerin sırayla geçebileceği gözeneklerin işlevini (dolayısıyla adı) yerine getiren özel proteinler bulunur.

İç Membran

Ayrıca "intermitokondriyal membran" olarak da adlandırılır. Harici olandan daha az geçirgendir, yani yalnızca daha küçük moleküllerin matrise geçmesine izin verir.

İçinde "kret" adı verilen kıvrımlar vardır. Mitokondride meydana gelen kimyasal reaksiyonların çoğu, özellikle iç zarda gerçekleşir.

Bu zar, bir protein bileşeninden diğerine taşındıkları, bir zincir oluşturan elektron taşıma sistemini içerir.

İntermembranöz alan

Dış ve iç zarlar arasındaki boşluk ile ilgilidir. Aynı zamanda "boşluk" olarak da adlandırılır.

İç zardaki elektron taşıma sisteminin varlığından dolayı yüksek konsantrasyonda protonlara sahip olması ile karakterize edilir.

Bu alan yaklaşık 70 ångström, yani 7 x 10-9 metredir (0.000000007 m).

sırtlar

Bunlar iç zarın kıvrımlarıdır ve yüzey alanını arttırmaya yardımcı olurlar, böylece elektron taşınması ve hücresel solunum gibi daha fazla kimyasal reaksiyon oluşabilir.

Bu kıvrımların yokluğunda, iç zar basitçe daha az kimyasal reaksiyonun meydana geleceği ve bu nedenle çok daha az verimli bir yapı olacağı küresel bir yüzey olacaktır.

matris

Mitokondri içinde bulunan bir jele benzer akışkandır. Yüksek konsantrasyonda enzimler karışımı içerir ve içinde Krebs Döngüsü adı verilen, besinlerin metabolize edildiği, onları mitokondrinin enerji üretmek için kullanabileceği yan ürünlere dönüştürür.

Mitokondri matrisinde, proteinleri sentezleme işlevi gören kendi ribozomları gözlenir.

Matrisin bir başka özelliği mitokondriyal DNA'nın varlığı, yani kendi genetik materyalidir. Ek olarak, kendi ribonükleik asitlerini (RNA) ve proteinlerini üretebilir. Mitokondrial DNA birçok proteinin sentezi için gereklidir.

Ayrıca matriste, hala hücre biyologları tarafından çalışmanın konusu olan granül adı verilen yapılar da dahildir. İyon konsantrasyonlarını kontrol edebildiklerine inanılmaktadır.

fonksiyonlar

Mitokondri birden fazla işlevi yerine getirir. Bazıları ana, bazıları ikincildir.

Enerji Üretimi

Mitokondrinin en önemli işlevidir. Enerjinin "üretilmesi" veya "üretilmesi" söz konusu olmasına rağmen, birçok yazar "serbest bırakma" terimini kullanmayı tercih eder, çünkü gerçekte olan şey, mitokondride meydana gelen kimyasal reaksiyonlar sayesinde depolanan enerjinin serbest bırakılmasıdır.

Yukarıda belirttiğimiz gibi, serbest kalan enerji ATP molekülleri tarafından temsil edilir.

Bu, oksijenin varlığına bağlı olduğu için aerobik solunum olarak da adlandırılan bir hücresel solunum süreciyle gerçekleşir. Bu işlem şu 3 aşamadan oluşur:

1. Glikoliz veya şeker moleküllerinin ayrılması
2. Krebs döngüsü, proteinlerin ve yağların vücut için neyin verimli olup neyin olmadığı arasındaki seçimine göre asimile edildiği bir süreçtir.
3. Elektron taşınımı

Isı Üretimi

Termojenez veya ısı üretimi süreci canlı organizmalarda, özellikle memelilerde mevcuttur. Isı üretiminin başladığı yola göre, şöyle sınıflandırılır:

• Egzersizle ilişkili termojenez, yani hareket nedeniyle (örneğin: titreme).
• İçinde seğirmeyen termojenezin dahil edildiği egzersiz (hareket) ile ilişkili olmayan termojenez.
• Diyet tarafından uyarılan termogenez.

Bu anlamda titremeyen termojenez mitokondri matrisinde ortaya çıkar. Protonların bazen belirli koşullar altında meydana gelen "sızıntıları" ndan kaynaklanır ve bu gerçekleştiğinde, sonuç proton enerjisinin ısı şeklinde salıverilmesidir.

Susuz olmayan termojenez, en soğuk zamanlarda kış uykusunda yaşayan, soğuk iklimlerde yaşayan ayılar gibi kahverengi yağ dokusu bulunan organizmalarda daha sık görülür.

Apoptozis Sürecine Katkı

Apoptozis, organizmalar için faydalı olan programlı hücre ölümü sürecinden daha fazla değildir, çünkü hücrelerin büyümesinin kontrolünü sağlar, gerekli olmayanları yok eder.

Örneğin, insan embriyosunun oluşumu sırasında, parmakların farklılaşması apoptoz yoluyla gerçekleşir ve bunlar arasında ayrılma ile sonuçlanan parmakların arasındaki hücreleri elimine eder.

Aynı şekilde, bu işlem normal organ oluşumunda, virüs bulaşmış hücrelerin tahrip edilmesinde veya kanser hücrelerinde çok yardımcı olmaktadır.

Mitokondri, doğru hücrelerin hayatta kalmasını sağlamaya ve apoptozu kolaylaştırarak gerekli olmayanları ortadan kaldırmaya yardımcı olur.

Kalsiyum Depolama

Mitokondri, kalsiyum iyonlarının depolandığı ve bu mineral konsantrasyonunun hücresel fonksiyonlarda önemli bir rol oynadığı önemli "kaplardır".

Bu miktarların, hücrelerin işlevini etkileyebilecek aşırı yüklenmeleri önlemek için tam olarak kontrol edilmesi gerekir.

Mitokondri ayrıca kalsiyum miktarının düzenleyicileri görevi görür ve bu aşırı yüklerden kaçınır.

Bazı hormonların sentezine katkı

Mitokondri, östrojen ve testosteron gibi hormonların üretiminde rol oynar.

İlişkili hastalıklar

Daha önce de belirtildiği gibi, mitokondrinin asıl işlevi, vücudun kendisini korumak için gerekli olan enerjiyi serbest bırakmak ve büyüme süreçleridir.

Mitokondri yeterli enerji salmaz, bu da yaralanmaya ve hatta hücre ölümüne neden olabilir.

Tüm organizmada bu gerçekleştiğinde, vücudun sistemlerinin her biri başarısız olmaya başlar, kişinin hayatının riske girmesinin nedeni.

Bir mitokondriyal hastalıktan etkilenebilecek organlar ve sistemler arasında:

• Pankreas (Diyabet)
• Karaciğer (Karaciğer hastalığı)
• böbrekler
• Kaslar (Zayıflık, ağrı)
• kalp
• Gözler (Körlük, katarakt)
• Beyin (titreme, motor problemler,
• Kulaklar (Sağırlık)
• Endokrin sistem
• Solunum sistemi

Bunun nedeni, düzgün çalışması için daha fazla enerjiye ihtiyaç duymalarıdır.

Bu durum, mitokondride üretilen ve aynı zamanda metabolizma ile ilgili olan proteinlerin çok az veya hiç üretilmemesinden kaynaklanmaktadır.

Bu değişikliklerin kökeni, mitokondride bulunan DNA'daki bir çeşit mutasyondur. İnsan genomuna olan düşük katkısına rağmen, yukarıda belirtilen sistemlerin her birinde oldukça geniş etkileri vardır.

Diğer çalışmalar, Parkinson gibi bazı nörolojik hastalıkları, mitokondriyal fonksiyonla ilişkili genlerin değişmesiyle ilişkilendirmiştir, çünkü hastalıktan etkilenen dokular, mitokondrinin sağladığı enerji katkısını gerektirmektedir.