İçerik
- Mitokondrinin Yapısı
- Mitokondri Neden Önemli?
- Mitokondrial Fonksiyonlar
- İç ve Dış Mitokondriyal Membranlar
- Matrix'te neler var?
Canlı organizmaların ökaryotik hücreleri, hastalıkları yaşamak, büyümek, üremek ve savaşmak için sürekli olarak çok sayıda kimyasal reaksiyon gerçekleştirir.
Tüm bu işlemler hücresel düzeyde enerji gerektirir. Bu aktivitelerin herhangi birini yapan her hücre, enerjisini hücre güçleri gibi davranan minik organeller olan mitokondriden alır. Mitokondri tekil mitokondri olduğunu.
İnsanlarda, kırmızı kan hücreleri gibi hücreler bu küçük organellere sahip değildir, ancak diğer hücrelerin çoğunda çok sayıda mitokondri vardır. Örneğin kas hücreleri, enerji gereksinimlerini karşılamak için yüzlerce hatta binlerce kişiye sahip olabilir.
Neredeyse hareket eden, büyüyen veya düşünen her canlıda, arka planda gerekli kimyasal enerjiyi üreten mitokondri vardır.
Mitokondrinin Yapısı
Mitokondri, çift membran tarafından çevrelenmiş zara bağlı organellerdir.
Organeleri saran pürüzsüz bir dış zara ve katlanmış bir iç zara sahiptirler. İç zarın kıvrımlarına, tekilleri crista olan cristae denir ve kıvrımları, mitokondriyal enerji üreten reaksiyonların gerçekleştiği yerdir.
İç zar, matris adı verilen bir sıvı içerirken, iki zar arasında bulunan intermembran boşluk da sıvı ile doldurulur.
Bu nispeten basit hücre yapısı nedeniyle, mitokondri sadece iki ayrı işlem hacmine sahiptir: iç zarın içindeki matris ve intermembran boşluğu. Enerji üretimi için iki cilt arasındaki transferlere güveniyorlar.
Verimliliği arttırmak ve enerji yaratma potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için, iç zar kıvrımları matrisin derinliklerine nüfuz eder.
Sonuç olarak, iç zar geniş bir yüzey alanına sahiptir ve matrisin hiçbir kısmı bir iç zar katından uzak değildir. Kıvrımlar ve geniş yüzey alanı, matris ve iç zar boyunca intermembran alanı arasındaki potansiyel transfer hızını artırarak, mitokondriyal fonksiyona yardımcı olur.
Mitokondri Neden Önemli?
Tek hücreler başlangıçta mitokondri veya diğer zara bağlı organeller olmadan geliştiği halde, kompleks çok hücreli organizmalar ve memeliler gibi sıcak kanlı hayvanlar enerjilerini mitokondriyal fonksiyona dayanarak hücresel solunumdan alırlar.
Kalp kasları veya kuş kanatları gibi yüksek enerjili fonksiyonlar, ihtiyaç duyulan enerjiyi sağlayan yüksek konsantrasyonlarda mitokondriya sahiptir.
ATP sentez fonksiyonlarıyla kaslardaki ve diğer hücrelerdeki mitokondri, sıcak kanlı hayvanları sabit bir sıcaklıkta tutmak için vücut ısısını üretir. Yüksek enerji aktivitelerini ve yüksek hayvanlarda ısı üretimini mümkün kılan mitokondri bu konsantre enerji üretim kabiliyetidir.
Mitokondrial Fonksiyonlar
Mitokondride enerji üretim döngüsü, sitrik asit veya Krebs döngüsüyle birlikte elektron taşıma zincirine dayanır.
Krebs Döngüsü hakkında daha fazla bilgi edinin.
ATP'yi yapmak için glikoz gibi karbonhidratları parçalama işlemine katabolizma denir. Glikoz oksidasyonundan gelen elektronlar, sitrik asit döngüsünü içeren kimyasal bir reaksiyon zinciri boyunca geçirilir.
İndirgeme-oksidasyondan veya redokstan elde edilen enerji, reaksiyonların gerçekleştiği matriksten protonları aktarmak için reaksiyonlar kullanılır. Mitokondriyal fonksiyon zincirindeki son reaksiyon, hücresel solunumdan çıkan oksijenin su oluşturmak için indirgenmeye uğradığı reaksiyondur. Tepkimelerin son ürünleri su ve ATP'dir.
Mitokondriyal enerji üretiminden sorumlu anahtar enzimler, nikotinamid adenin dinükleotit fosfat (NADP), nikotinamid adenin dinükleotit (NAD), adenozin difosfat (ADP) ve flavin adenin dinükleotit (FAD) 'dir.
Protonları matriks içindeki hidrojen moleküllerinden iç mitokondriyal zar boyunca transfer etmeye yardımcı olmak için birlikte çalışırlar. Bu, membran boyunca protonlar ATP sentaz enzimi yoluyla matrise geri dönen, adenozin trifosfatın fosforilasyonu ve üretimi ile sonuçlanan kimyasal ve elektriksel bir potansiyel yaratır.
ATP'nin yapısı ve işlevi hakkında bilgi edinin.
ATP sentezi ve ATP molekülleri hücrelerdeki enerjinin başlıca taşıyıcılarıdır ve hücreler tarafından canlı organizmalar için gerekli kimyasalların üretimi için kullanılabilir.
••• Bilim KurguEnerji üreticileri olmasının yanı sıra, mitokondri kalsiyum salımı yoluyla hücreden hücreye sinyal gönderilmesine yardımcı olabilir.
Mitokondri, kalsiyumu matriste saklama yeteneğine sahiptir ve belirli enzimler veya hormonlar mevcut olduğunda salgılayabilir. Sonuç olarak, bu tür tetikleyici kimyasallar üreten hücreler, mitokondri tarafından salınmadan kalsiyum yükselen sinyalini görebilir.
Genel olarak mitokondri, canlı hücrelerin hayati bir bileşenidir, hücre etkileşimlerine yardımcı olur, karmaşık kimyasalları dağıtır ve tüm yaşam için enerji temeli oluşturan ATP'yi üretir.
İç ve Dış Mitokondriyal Membranlar
Mitokondriyal çift membran iç ve dış membran ve iki membran için farklı fonksiyonlara sahiptir ve farklı maddelerden oluşur.
Dış mitokondriyal membran intermembran boşluğunun sıvısını çevreler, ancak mitokondrinin içinden geçmesi gereken kimyasallara izin vermesi gerekir. Mitokondri tarafından üretilen enerji depolama molekülleri organelden çıkabilmeli ve hücrenin geri kalanına enerji verebilmelidir.
Bu transferlere izin vermek için dış zar fosfolipidlerden ve protein yapılarından oluşur. porinler membran yüzeyinde küçük delikler veya gözenekler bırakır.
İntermembran boşluğu, çevredeki hücrenin sıvısını oluşturan sitozolinkine benzer bir bileşime sahip bir sıvı içerir.
Küçük moleküller, iyonlar, besinler ve ATP sentezi ile üretilen enerji taşıyan ATP molekülü dış zara nüfuz edebilir ve intermembran boşluğunun sıvısı ile sitozol arasında geçiş yapabilir.
İç zar, sadece su, karbondioksit ve oksijenin zardan serbestçe geçmesine izin veren enzimler, proteinler ve yağlar içeren karmaşık bir yapıya sahiptir.
Büyük proteinler dahil olmak üzere diğer moleküller, zara nüfuz edebilir, fakat sadece geçişlerini sınırlayan özel taşıma proteinleri yoluyla nüfuz edebilir. Cristae kıvrımlarından kaynaklanan iç zarın geniş yüzey alanı tüm bu karmaşık protein ve kimyasal yapılara yer sağlar.
Büyük sayıları yüksek seviyede kimyasal aktivite ve verimli enerji üretimi sağlar.
Enerjinin iç zar boyunca kimyasal transferler yoluyla üretildiği sürece denir. oksidatif fosforilasyon.
Bu işlem sırasında, mitokondri içerisindeki karbonhidratların oksidasyonu, matristen iç zar boyunca intermembran boşluğa protonları pompalar. Protonlardaki dengesizlik, protonların, iç zar boyunca, ATP'nin bir öncü formu olan ve ATP sentaz adı verilen bir enzim kompleksi aracılığıyla matrikse geri yayılmasına neden olur.
Protonların ATP sentazından akışı ATP sentezinin temelidir ve hücrelerde ana enerji depolama mekanizması olan ATP moleküllerini üretir.
Matrix'te neler var?
İç zarın içindeki viskoz sıvıya matris denir.
Mitokondrinin ana enerji üreten fonksiyonlarını yerine getirmek için iç zarla etkileşime girer. Glikoz ve yağ asitlerinden ATP üretmek için krebs döngüsünde yer alan enzimleri ve kimyasalları içerir.
Matris, dairesel DNA'dan oluşan mitokondriyal genomun bulunduğu ve ribozomların bulunduğu yerdir. Ribozomların ve DNA'nın varlığı, mitokondrinin kendi proteinlerini üretebileceği ve hücre bölünmesine dayanmadan kendi DNA'sını kullanarak üreyebileceği anlamına gelir.
Mitokondri minik gibi görünüyorsa, tek başlarına hücreleri tamamlayın, bunun nedeni, tek hücrelerin hala evrimleştiği zaman muhtemelen bir noktada ayrı hücreler olmalarıdır.
Mitokondri benzeri bakteriler parazit olarak daha büyük hücrelere girdiler ve düzenlemenin karşılıklı olarak yararlı olması nedeniyle kalmaları sağlandı.
Bakteriler güvenli bir ortamda üremeyi başardılar ve daha büyük hücreye enerji verdiler. Yüz milyonlarca yıldan fazla bir süre boyunca, bakteriler çok hücreli organizmalara entegre edildi ve günümüzdeki mitokondriya evrildi.
Bugün hayvan hücrelerinde bulundukları için, erken insan evriminin önemli bir bölümünü oluşturuyorlar.
Mitokondri mitokondriyal genomu temel alarak birbirinden bağımsız olarak çoğaldığından ve hücre bölünmesinde yer almadığından, yeni hücreler hücre bölündüğünde sitosolün bir parçası olan mitokondriyi basit bir şekilde miras alırlar.
Bu fonksiyon, insanlar dahil daha yüksek organizmaların üremesi için önemlidir, çünkü embriyolar döllenmiş bir yumurtadan gelişir.
Anneden yumurta hücresi geniştir ve sitozolünde çok fazla mitokondri bulunurken, babadan gelen gübreleme sperm hücresinde pek bulunmaz. Sonuç olarak, çocuklar mitokondrilerini ve mitokondriyal DNA'larını annelerinden miras alırlar.
ATP sentez fonksiyonlarında matristeki ve çift membran boyunca hücresel solunum yoluyla, mitokondri ve mitokondriyal fonksiyon, hayvan hücrelerinin temel bir bileşenidir ve mümkün olduğu kadar hayat kazanmasına yardımcı olur.
Membran bağlı organellere sahip hücre yapısı insan evriminde önemli bir rol oynamıştır ve mitokondri önemli bir katkı sağlamıştır.