میتوکندری یک اندامک مخصوص به سلول های یوکاریوتی است. این اندامک ضخامتی از 5/. الی 10 میکرومتر (μm) دارد. عملکرد اصلی این اندامک ها تولید انرژی سلول در شکل مولکول های ATP (آدنوزین تری فسفات) است. علاوه بر عملکرد اصلی تولید انرژی، فعالیت های دیگری مانند انتقال پیام، تمایز سلولی، مرگ برنامه ریزی شده سلولی، کنترل چرخه و رشد سلولی نیز بر عهده این اندامک است. میتوکندری ها در برخی از بیماری های انسان دخیل هستند مانند نقص عملکرد قلب و همچنین ممکن است در فرآیند پیری نیزی مؤثر باشند.

تصویر میکروسکوپ الکترونی از میتوکندری: خط های کشیده شده در وسط اندامک، ساختار های کریستا یا چین خوردگی های غشای داخلی هستند

شماره 9 اندامک میتوکندری را به صورت شماتیک نشان می دهد.

 

میتوکندری توسط دو غشاء داخلی و خارجی احاطه شده است که از ترکیبات لیپیدی و پروتئین ها ساخته شده اند. نوع فسفولیپیدها و پروتئین ها در دو غشاء با هم متفاوت اند به همین دلیل خواص دو غشاء و نفوذپذیری آن ها نیز کاملاً متفاوت می باشد. میتوکندری به طور کلی دارای 5 قسمت قابل تفکیک است: غشاء خارجی، فضای بین دو غشاء، غشاء داخلی، فضای درون چین خوردگی ها یا کریستاها و ماتریکس یا ماده زمینه ای.  بخش های مختلف ساختار میتوکندری در تصویر نشان داده شده است

منشاء میتوکندری

در ارتباط با منشاء اندامک میتوکندری نظریات مختلفی داده شده است. پس از تقسیم سلول، هر سلول دختری حاصل نیمی از سیتوپلاسم سلول مادری را به ارث خواهد برد. در نتیجه تعدادی از میتوکندری های سلول مادری به سلول به هر سلول جدید به ارث می رسد. از طرف رشد و تقسیم دوتایی میتوکندری ها در مرحله اینترفاز تقسیم سلولی به اثبات رسیده است.  میتوکندری از نظر ساختار و پروتئین های موجود درغشاء به پروکاریوت ها مشابه است.

ü      میتوکندری حاوی ژنوم مختص به خود اندامک است که ساختار آن مشابه ژنوم باکتری، یک مولکول  DNA  دو رشته حلقوی می باشد.

ü      میتوکندری دارای ریبوزوم و مولکول های tRNA   مستقل برای فرآیند ترجمه درون خود این اندامک است.

ü      دورگه گیری میان زیرواحدهای ریبوزوم پروکاریوتی و میتوکندری تولید ریبوزوم های فعال می نماید اما درصورتی که زیرواحدی از ریبوزوم میتوکندری با زیر واحدی از ریبوزوم سیتوزول همان سلول دورگه گیری شود، ترکیب حاصل قادر به ترجمه پروتئین نمی باشد.

 

میتوکندری یک اندامک نیمه خودکار است. یک فرضیه با توجه به شباهت های ذکر شده میان اندامک میتوکندری (و همچنین کلروپلاست) بیان شده نظریه درون همزیستی باکتری ها با سلول های یوکاریوت است. براساس این نظریه یک سلول اولیه قادر به انجام فرآیندهای فسفریلاسیون اکسایشی توسط سلول دیگری بلعیده شده است . ساختار غشاء و پروتئینهای آن، مولکول DNA  حلقوی ( باچند استثنا) ، دستگاه ترجمه و رونویسی مخصوص به خود اندامک همگی دلالت براثبات این بیانات دارند. البته اگر چه ژنوم میتوکندری مختص به این اندامک است اما قادر به کد کردن تمامی پروتئین های لازم برای میتوکندری نمی باشد و تعداد زیادی از آنها توسط ژنوم هسته رمز می شوند. اندازه مولکولDNA  میتوکندری در انواع جانداران بسیار متنوع است . در حالی که ژنوم میتوکندری برخی گیاهان تا اندازه 200 کیلو باز طول می رسد، ژنوم میتوکندری انسان تنها 16569 جفت باز دارد که رمزکننده 13 پروتئین زنجیره تنفسی ، مولکول های RNA ریبوزومی زیر واحدهای کوچک و بزرگ و tRNA تمامی کدون ها می باشد. احتمالاً در طول دوره تکامل تا بوجود آمدن میتوکندری های امروزی، بسیاری از ژن ها از ژنوم میتوکندری به ژنوم هسته انتقال یافته اند و باعث شده تا این  اندامک از یک موجود مستقل به یک اندامک کاملاً وابسته به هسته تبدیل شود.

نظریه دیگر، بوجود آمدن میتوکندری از ذرات ساده تر یا همان پدیده Denovo    است .

 

نوشته شده در تاریخ دوشنبه 3 آبان 1389    | توسط: مشتاق طالب شاوی الربیعی    | طبقه بندی: آموزش زیست شناسی سلولی،     | نظرات()