میتوکندری چیست؟ عملکرد راکیزه چگونه است؟
میتوکندری چه عملکردی در بدن دارد؟
- عملکرد میتوکندری موجب می‌شوند انرژی شیمیایی موجود در مواد غذایی با عمل فسفوریلاسیون اکسیداتیو، به صورت پیوندهای پرانرژی فسفات (آدنوزین تری‌فسفات) ذخیره شود.
- این اندامک در تمام سلولهای دارای تنفس هوازی به جز در باکتری‌ها که آنزیمهای تنفسی آنها در غشای سیتوپلاسمی جایگزین شده‌اند وجود دارد.
میتوکندری نیز همانند کلروپلاست از دو غشائ داخلی و خارجی تشکیل شده است با این تفاوت که دو غشائ داخلی و خارجی فضای درون میتوکندری را به دو بخش تقسیم می‌کند که عبارتند از:
- فضای درون میتوکندری
- فضای بین دو غشا
- درون میتوکندری DNA حلقوی نیز وجود دارد و می‌تواند بطور مستقل از سلول نیز همانند سازی کند. درون میتوکندری مایعی سّیال به نام ماتریکس وجود دارد که واکنش‌های مربوط به فرایند تنفس سلولی در آن انجام می‌شود. این اندامک در تمام یاخته‌های دارای تنفس‌هوازی به جز در باکتری‌ها که آنزیمهای تنفسی آنها در غشای سیتوپلاسمی جایگزین شده‌اند وجود دارد.
- تنفس سلولی فرایندی است که طی آن انرژی ذخیره شده در غذا‌ها (قند‌ها) به ATP (مولکول سوختی سلول) تبدیل می‌شود. در غشا داخلی میتوکندری چین خوردگی‌هایی وجود دارد که به آن کریستا گویند این چین خوردگی‌ها باعث افزایش سطح غشا می‌شود.
- نام «میتوکُندری» ترکیبی است از دو واژه یونانی Mito به معنای رشته و chondrion به معنی دانه. چون این اندامک اغلب رشته‌ای یا به صورت دانه‌های کوچک در سیتوپلاسم همه سلولهای یوکاریوتی وجود دارد.
- میتوکندریها محل اکسیداسیون سلولی هستند. در طی این عمل، کربن دی اکسید تولید می‌گردد و این همان کربن دی اکسیدی است که از سلول دفع می‌شود.
- میتوکندری مانند کارخانه‌ای باعث تولید انرژی سلول می‌شود. ساختارهای میتوکندری به عنوان نیروگاه‌های سلولی توصیف می‌شوند چرا که بیشتر انرژی شیمیایی سلول یا همان ATP از میتوکندری تولید می‌شود.
- علاوه بر تولید انرژی سلولی، میتوکندری وظایف دیگر درون سلولی نیز دارد که شامل سیگنال دهی، تمایز سلولی، مرگ سلولی و کنترل رشد و حفظ سلول می‌باشند. میتوکندری می‌تواند در چندین نوع بیماری تأثیر داشته باشد که از جمله می‌توان به اختلالات میتوکندری و اختلال عملکرد قلبی اشاره کرد.
- میتوکندری همچنین می‌تواند در پروسه پیری نیز مؤثر باشد. تحقیقات و پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهند که اوتیسم به ویژه اوتیسم حاد با نقص در سیستم میتوکندری در ارتباط است. شاخصه‌های متعدد و متفاوت، میتوکندریها را منحصر به فرد کرده است.
اندازه میتوکندری
اندازه میتوکندری ها نیز متغیر بوده و در بیشتر سلول‌ها ضخامت آنها 50 میکرو متر و طول آن تا 7 میکرو متر می‌رسد. سلول‌هایی که هم نوع بوده و یا دارای عمل مشترک می‌باشند ، اندازه ای ثابت دارند.
بررسی‌ها نشان می‌دهد که DNA سازی در میتوکندری صورت می‌گیرد. طبق این بررسی به وجود DNA در میتوکندری پی می‌بریم. علاوه بر همانندسازی RNA و DNA ، پروتئین سازی نیز در میتوکندری انجام می شود. این فرآیند توسط آنزیم ها و مولکول های خاص خود اندامک شکل می‌گیرد.
ژنوم میتوکندری سلولهای اغلب جانوران از 15 الی 20 هزار جف نوکلئوتید تشکیل شده است و ژنوم میتوکندری در پستانداران حدود 105 برابر کوچک‌تر از ژنوم هسته‌ای است.
محصولاتی که توسط DNA میتوکندری رمز گذاری می‌شوند ، شامل RNAهای ریبوزومی میتوکندری tRNAها و برخی از پروتئین‌های مسیر تنفس می‌باشند. بعضی از پروتئین های میتوکندری نیز در هسته رمز گذاری شده و پس از ساخته شدن در سیتوزول ، وارد اندامک می‌شوند.
نقش زیستی میتوکندری
- تنفس هوازی سلول‌ها
تمام مواد انرژی‌زا، ضمن تغییرات متابولیکی درون سیتوپلاسمی با واسطه ناقلین اختصاصی به بستره میتوکندری می‌رسد. گلوکز بعد از تبدیل به استیل کو آنزیم A طی گلیکولیز به میتوکندری وارد می‌شود تا در چرخه کربس استفاده شود و اسیدهای چرب به‌وسیله کارنی تین به داخل میتوکندری حمل شده که اینها هم سرانجام به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند. اسیدهای آمینه بعد از ورود به بستره به استیل کو آنزیم A تبدیل می‌شوند.
با انجام هر چرخه کربس که با استفاده از یک استیل کوآنزیم A در بستره میتوکندری آغاز می‌شود، علاوه بر CO2 و H2O سه مولکول نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید و یک مولکول FADH2 و یک مولکول GTP تولید می‌شود. این ناقلین انرژی در زنجیره انتقال الکترون استفاده شده و موجب تولید ATP می‌شوند.
- سنتز اسیدهای چرب
یکی از راه‌های تولید اسید چرب، سیستم میتوکندریایی می‌باشد که عکس اکسیداسیون یا تجزیه آنها می‌باشد.
- دخالت میتوکندری در گوارش چربیها
در هنگام گرسنگی، میتوکندریها به طرف ذرات چربی حرکت کرده و روی ذرات چرب خم شده و آنزیمهای میتوکندریایی شروع به هضم چربی و آزادسازی انرژی می‌کنند.
- ذخیره و تجمع مواد در میتوکندریها
میتوکندریها می‌توانند در اتاق داخلی خود مواد مختلف را انباشته کنند که این مواد عبارت‌اند از: ترکیبات آهن‌دار، چربیها، پروتئینها، کاتیونها و آب. در اثر ذخیره این مواد، میتوکندریها اغلب به حالت یک غشایی و شبیه باکتریهای کوچک دیده می‌شوند و به تدریج، کریستاها محو می‌شوند اما بعد از حذف این مواد، دوباره همه به حالت اول برمی‌گردد.
- محل میتوکندریها در سلول
اغلب در اطراف هسته دیده می‌شوند اما در شرایط مرضی در حواشی سیتوپلاسم ظاهر می‌شوند. این پراکنش، تحت تأثیر مقدار گلیکوژن و اسید چرب می‌تواند قرار بگیرد. در طول میتوز میتوکندریها در مجاورت دوک جمع می‌شوند و وقتی تقسیم پایان می‌یابد، در دو سلول دختر، پراکنش تقریباً یکسانی پیدا می‌کند. پراکنش میتوکندریها را می‌توان بر حسب عمل آنها از نظر تأمین انرژی، مطرح کرد که میتوکندریها در داخل سلول‌ها جابجا شده و خود را به جایی که نیاز به ATP بیشتر است می‌رسانند.
- تعداد میتوکندریها در سلول
تشخیص ارزش میتوکندریایی یک سلول دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت می‌باشد. در یک سلول معمولی کبد بیشترین تعداد و در حدود ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ عدد وجود دارد که در اثر تحلیل رفتن سلول و نیز سرطانی شدن آن کاهش می‌یابد؛ و در مقابل، تعداد میتوکندری در بافت لنفی، خیلی کمتر است. در سلولهای گیاهی، کمتر از جانوری می‌باشد چون بسیاری از اعمال میتوکندریها، به‌وسیله کلروپلاست انجام می‌شود.
منشأ میتوکندری
دو نظریه بیان شده‌است: یکی اینکه میتوکندریها ممکن است از قالبهای ساده‌تری ساخته شوند (تشکیل Denovo) و دیگر اینکه میتوکندریهای جدید از تقسیم میتوکندریهای قبلی بوجود می‌آیند. به این صورت که تعداد آنها، در طول میتوز و نیز در اینترفاز افزایش یافته و بعد بین دو سلول دختر، پراکنش می‌یابند.
- خاستگاه پروکاریوتی میتوکندری
فرضیه‌ای در این صدد مطرح شده‌است که: در گذشته بسیار دور، جو زمین فاقد اکسیژن بوده و جاندارانی که در آن زمان می‌زیسته‌اند بی‌هوازی بودند. با گذشت زمان و ضمن واکنش‌های شیمیایی، جو زمین دارای اکسیژن شده و به تدریج جانداران آن زمان و به ویژه پروکاریوتها به علت ساختمان ساده خود، هوازی شده‌اند.
بنابراین بعضی از بکتری‌ها توسط سلولهای یوکاریتی بلعیده شدن وبدلیل وجود همزیستی بعضی از ان‌ها به کلروپلاست یا میتوکندری تبدیل شدن پس یعنی اجداد میتوکندری همان پروکاریوتها یا باکتری‌ها بوده‌است.
میتوکندری چه نقشی در داخل بدن انسان دارد؟
- سنتز اسیدهای چرب
یکی از راه‌های تولید اسید چرب سیستم میتوکندریایی بوده ، که عکس اکسیداسیون یا تجزیه آنها می‌باشد.
- دخالت میتوکندری در گوارش چربی ها
در هنگام گرسنگی ، میتوکندری ها به طرف ذرات چربی حرکت کرده و روی ذرات چرب خم شده و آنزیم های میتوکندریایی شروع به هضم چربی و آزادسازی انرژی می‌کنند.
- ذخیره و تجمع مواد در میتوکندری ها
میتوکندری ها می‌توانند در اتاق داخلی خود مواد مختلفی از جمله ترکیبات آهن دار ، چربی ها ، پروتئین ها ، کاتیون ها و آب را ذخیره کنند. در اثر ذخیره این مواد ، میتوکندری ها اغلب به حالت یک غشایی و شبیه باکتری های کوچک دیده می‌شوند و به تدریج ، کریستاها محو می‌شوند. اما بعد از حذف این مواد ، دوباره همه به حالت اول بر می‌گردد.
- محل میتوکندری ها در سلول
میتوکندری ها اغلب در اطراف هسته دیده می شوند. این پراکنش تحت تأثیر مقدار گلیکوژن و اسید چرب قرار می گیرد. در طول میتوز ، میتوکندری ها در مجاورت دوک جمع شده و وقتی تقسیم پایان می‌یابد ، در دو سلول دختر پراکنش تقریباً یکسانی پیدا می‌کند.
پراکنش میتوکندری ها را می‌توان بر حسب عمل آنها از نظر تأمین انرژی مطرح کرد ، که میتوکندری ها در داخل سلول‌ها جابجا شده و خود را به جایی که نیاز به ATP بیشتر است ، می‌رسانند.
- تعداد میتوکندری ها در سلول
تشخیص ارزش میتوکندریایی یک سلول ، دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت می‌باشد.
همچنین بخوانید:
همه چیز درمورد سلول درمانی + کاربردهای این درمان
گیاهانی که سلول های سرطانی را از بین می برد
فواید تزریق سلولهای بنیادی به زانو
لاغری موضعی با لیزر زرونا : خروج چربی های انباشه شده درون سلول
لنفوسیت (سلول سفید خون) چیست؟ + علت تعداد لنفوسیت پایین
