Mitokondri Nedir? Kısaca
En kısa tabirle mitokondri, fotosentez ile üretilen glikozu ve oksijeni ATP’ye dönüştürerek hücre için enerji üreten organellerdir. Bu işlem solunum olarak da bilinir.
Ökaryotik hücreler, gerekli hücre işlevlerini yerine getiren zarlara bağlı organellere sahiptir. Mitokondri de ökaryotik hücrelerin “enerji santrali” olarak düşünülebilir. Bu organeleler, enerjiyi hücrenin kullanabileceği formlara dönüştürerek güç üretirler. Sitoplazmada bulunan mitokondriyal hücresel solunum bölgeleridir. Hücresel solunum, yediğimiz gıdalardan hücrenin faaliyetleri için yakıt üretme sürecidir. Mitokondri, hücre bölünmesi, büyüme ve hücre ölümü gibi süreçleri gerçekleştirmek için gereken enerjiyi üretir.
Mitokondrinin kendine özgü dikdörtgen veya oval bir şekli vardır ve çift zar ile sınırlanmıştır. İç zar katlanmış, krista (cristae) olarak bilinen yapıları oluşturuyordu. Mitokondri hem hayvan hem de bitki hücrelerinde bulunur. Olgun kırmızı kan hücreleri haricinde tüm vücut hücre tiplerinde bulunurlar. Bir hücre içindeki mitokondrinin sayısı hücrenin türüne ve fonksiyonuna bağlı olarak değişir. Belirtildiği gibi, kırmızı kan hücreleri hiç mitokondri içermez. Kırmızı kan hücrelerinde mitokondri ve diğer organellerin bulunmaması, vücuda oksijen taşınması için gereken milyonlarca hemoglobin molekülüne yer bırakmaktadır. Kas hücreleri, diğer taraftan, kas aktivitesi için gerekli enerjiyi sağlamak için gereken binlerce mitokondriyi içerebilir. Mitokondri ayrıca yağ hücrelerinde ve karaciğer hücrelerinde bol miktarda bulunur.
Mitokondrinin Görevleri
- Glikozu ve oksijeni ATP’ye dönüştürler
- Hücre için gerekli olan enerjiyi üretirler.
- Hücre için enerji santrali görevi görürler.
- Enerjiyi hücrenin kullanabileceği formlara dönüştürer.
- Hücre bölünmesi, büyüme ve hücre ölümü gibi süreçleri gerçekleştirmek için gereken enerjiyi üretir.
Mitokondriyal DNA
Mitokondrinin kendi DNA’sı, ribozomları vardır ve kendi proteinlerini üretebilirler. Mitokondriyal DNA (mtDNA), hücresel solunumda oluşan elektron taşıma ve oksidatif fosforilasyona katılan proteinleri kodlar. Oksidatif fosforilasyonda ATP formundaki enerji mitokondriyal matriste üretilir. mtDNA’dan sentezlenen proteinler RNA moleküllerinin transfer RNA’sını ve ribozomal RNA’yı üretmek için kodlar.
Mitokondriyal DNA, hücre çekirdeğinde bulunan DNA’dan, nükleer DNA’daki mutasyonları önlemeye yardımcı olan DNA onarım mekanizmalarına sahip olmadığı için farklıdır. Sonuç olarak, mtDNA, nükleer DNA’ya göre çok daha yüksek bir mutasyon oranına sahiptir. Oksidatif fosforilasyon sırasında üretilen reaktif oksijene maruz kalma mtDNA’ya da zarar verir.
Mitokondri Yapısı ve Üreme
Mitokondriyal Zarlar
Mitokondri bir çift zar ile sınırlandırılmıştır. Bu zarların her biri, gömülü proteinlere sahip çift katlı fosfolipiddir. En dış zar pürüzsüz iken iç zarın birçok kat yeri vardır. Bu kıvrımlara krista (cristae) denir. Kıvrımlar mevcut yüzey alanını arttırarak hücresel solunumun “verimliliğini” artırır. İç mitokondriyal zar içerisinde, elektron taşıma zincirini (ETC) oluşturan protein kompleksleri ve elektron taşıyıcı moleküller dizisi bulunur. ETC, aerobik hücresel solunumun üçüncü evresini ve ATP moleküllerinin büyük çoğunluğunun üretildiği aşamayı temsil eder. ATP, vücudun ana enerji kaynağıdır ve hücreler tarafından kas kasılması ve hücre bölünmesi gibi önemli işlevleri yerine getirmek için kullanılır.
Mitokondriyal Boşluklar
Çift zarlar mitokondriyi iki ayrı bölüme ayırır: zarlar arası boşluk ve mitokondriyal matris olarak. Zar-arası boşluk dış zar ve iç zar arasındaki dar boşluk iken, mitokondrial matris en derin zar tarafından tamamen kapatılmış alandır. Mitokondrial matris, mitokondrial DNA (mtDNA), ribozomlar ve enzimleri içerir. Sitrik Asit Döngüsü ve oksidatif fosforilasyon da dahil olmak üzere, hücresel solunumdaki birçok adım, enzimlerin yüksek konsantrasyonundan dolayı matriste gerçekleşir.
Mitokondriyal Üreme
Mitokondri, kısmen otonomdur, çünkü hücrenin çoğalması için kısmen bağımlıdırlar. Kendi DNA’larına, ribozomlarına, kendi proteinlerini yapmaya ve üreme üzerinde bazı kontrollere sahipler. Bakterilere benzer şekilde, mitokondri dairesel DNA’ya sahiptir ve ikili fisyon denilen üreme süreci ile çoğalır. Çoğalmadan önce, mitokondri füzyon denilen bir süreçte birleşir. Füzyon, stabiliteyi sağlamak için gereklidir, aksi takdirde mitokondri bölünürken küçülür. Bu küçük mitokondri, doğru hücre fonksiyonu için gerekli olan yeterli miktarda enerji üretemez.