Mitokondri Nedir?
Bütün canlılar hücrelerden oluşur. Her hücrede farklı fonksiyonlara sahip organel adı verilen önemli yapılar bulunur. Hücrelerin sitoplazmasında bulunan mitokondri besin maddelerinden ve oksijenden enerji üreten bir organeldir. Çift katlı zarla çevrili bir organel olan mitokondriye hücre için enerji açısından zengin moleküller ürettiğinden hücrenin güç santralleri de denebilir.
Her hücrenin içinde birden fazla mitokondri bulunur. Hücre içindeki mitokondri miktarı o hücrenin enerji ihtiyacına göre değişiklik gösterir. Bir hücrede yüzlerce hatta binlerce mitokondri bulunabilir.
Mitokondrinin ilk tanımı 1890 yılında, Alman patolog Richard Altmann tarafından yapılmış ve mitokondri "bioblast" olarak adlandırılmıştır. Mikrobiyolog Carl Benda 1898 yılında bu adı Yunanca iplik şeklindeki granül anlamına gelen mitos (iplik) ve chondros (tane, buğday) kelimelerinin birleşiminden oluşan "mitokondri" olarak değiştirir.
Mitokondrinin Görevleri
Mitokondri tüm hücrelerin ihtiyaç duyduğu birçok hücresel işlevin gerçekleşmesinde görev alır. Mitokondrinin vücuttaki temel işlevi, oksidatif fosforilasyon adı verilen tüketilen besinlerdeki kimyasal enerjiyi hücrenin faydalı şekilde kullanabileceği bir enerji formuna dönüştürmesidir.
Hücrenin sindirim sistemi olarak işlev gören ve çok sayıda sürece dâhil olan mitokondrinin görevleri şöyle sıralanabilir:
- Hücre Ölümü: Mitokondri, apoptoz adı verilen hücrelerin vücudun düzgün işleyişini sürdürebilmesi için programlı olarak kendilerini yok ettikleri biyolojik süreçte önemli bir rol alır. Hücrenin ölümüne yol açan enzimleri aktive eden sitokrom C’yi salgılar. Mitokondri programlanmış hücre ölümünün yanı sıra hasara bağlı dejenerasyonda da rol alır.
- Hücresel Faaliyetler: Hücresel farklılaşma, hücre sinyalleşmesi, hücre yaşlanması, hücre döngüsünün kontrol edilmesi ve hücre büyümesi gibi çeşitli hücresel faaliyetlerde rol alır.
- Hücre metabolik aktivitesinin düzenlenmesine destek olur.
- Hormonal Aktiviteler: Kanın belirli kısımlarını, testosteron ve östrojen gibi çeşitli hormonları meydana getirmekten sorumludur.
- Kalsiyum Depolama: Kalsiyum iyonlarını hızlıca emer ve onları vücut ihtiyaç duyana kadar depolar.
Tüm bu görevlerin yanı sıra mitokondri çeşitli biyolojik işlevlere yardımcı olan demir-kükürt (Fe/S) kümelerinin oluşumunda da yer alır.
Mitokondrinin Özellikleri
- Mitokondriler çok küçük organellerdir. 0.75- 3 mikrometre aralığında oldukları için lekelenmedikleri sürece mikroskop altında bile görülemezler. Ancak ince yapıları elektron mikroskobuyla homojen olarak görülebilir. Mitokondri ozmik asit, potasyum bikromat kullanılarak ışık mikroskobunda da incelenir.
- Mitokondri hücrenin oksijenli solunum merkezidir. Hücresel solunumla alakalı biyokimyasal reaksiyonların çoğu mitokondride meydana gelir.
- Mitokondri matriksinde hücre çekirdeğinden ayrı olarak yaklaşık 5-10 tane dairesel DNA molekülü bulunur.
- Şekil ve büyüklük bakımından bakteriyle benzerlik gösterir.
- Hücre kontrolünde bölünüp çoğalabilmeleri de mitokondrinin özellikleri arasındadır.
Mitokondrinin Yapısı
Mitokondrinin şekli genellikle çubuktan ovale kadar farklılık gösterir. Ayrıca mitokondri metabolik işlevler arttığında şişer. Canlı hücreler incelendiğinde mitokondrinin şeklinin ve boyutunun değiştiği görülmüştür. Bir mitokondri diğer mitokondrilerle birleşebilir ve onlarla hareket edebilir.
Mitokondrilerde diğer hücre organellerinden farklı olarak iç ve dış olmak üzere iki membran bulunur. İç ve dış membran kimyasal ve yapısal olarak birbirinden farklıdır. Bununla beraber iç ve dış membranın geçirgenliklerinin de birbirinden farklı olduğunu söyleyebiliriz. Bu çift zarlı yapı 5 ana bölümden oluşur ve her birinin farklı görevi vardır.
Mitokondri yapısını oluşturan temel bölümlerden bahsedecek olursak:
- Dış Mitokondriyal Zar: Mitokondrinin dış yüzeyini kaplayan dış membran özelleştirilmiş transport proteinlerden oluşur. Dış membran %50 lipitten ve %50 proteinden meydana gelir ve esnektir. Bu membranda bulunan ve porin olarak bilinen voltaj bağımlı anyon kanalları 5000 daltondan küçük moleküllerin geçişine izin verir. Başka bir anlatımla içeriye giren maddelerin büyüklüğü zarın gerilme derecesine bağlıdır. Beraberinde serbest difüzyon yöntemiyle iyonların ve bazı metabolitlerin geçişinde rol alır.
- İç Mitokondriyal Zar: Mitokondrinin iç membranı %25 proteinden ve %75 lipitten oluşur. İç membranda, pirüvat ve yağ asitlerinin taşınmasında ve oksidatif fosforilasyonda görevli proteinler yer alır. İç mebranın yapısı daha az geçirgendir. Bu membranın üzerinde yer alan taşıyıcı proteinler iç membranın seçici geçirgen özelliğe sahip olmasını sağlar.
- Zarlar Arası Boşluk: Dış ve iç zar arasındaki boşluk olan kısımdır ve bu alana periferal bölge adı verilir.
- Cristae: Mitokondrinin oldukça karmaşık olan iç zarında birçok kıvrımdan oluşan Cristae adı verilen katmanlı bir yapı bulunur. Cristae membran kıvrımları iç membrana bir ya da daha fazla sayıda sap benzeri yapılarla bağlanır. Bu kıvrımlı yapı mitokondriyal matrikse doğru uzanımlar oluşturarak iç yüzey alanının artmasını sağlar. Ayrıca aerobik aktivitenin derecesine göre sayıları artabilir ya da azalabilir. Elektron transport zinciri enzimleri ve oksidatif fosforilasyona ait enzimler burada yerleşik hâlde bulunur. Bu iç zarda birtakım kimyasal reaksiyonlar gerçekleşir.
- Mitokondri Matrisi: Latincede ”ana” anlamına gelen matris enzimler; ribozomlar, inorganik iyonlar, mitokondriyal DNA, nükleotid kofaktörleri ve organik moleküllerin karışımını içeren, jel kıvamında viskoz bir sıvıdır. Mitokondri içine giren pürivik asit, yağ asidi, amino asit gibi maddeleri parçalayacak enzimleri taşır. Bu enzimler iç membranda yerleşmiş olan oksidatif enzimlerle işbirliği yaparak besinlerin CO2 ve H2O’ ya çevrilmesine yardım eder.
"Mitokondrinin şekli ve yapısı nasıldır?" ve Mitokondri çift zarlı mıdır? gibi sorular kısaca bu şekilde yanıtlanabilir.
Mitokondri Hakkında Sıkça Sorulan Sorular
Mitokondri hangi hücrelerde bulunur?
Mitokondri oksijenli solunum yapan tüm ökoryatik hücrelerin sitoplazmasında bulunur. "Prokaryotlarda mitokondri var mı?" sorusuna yanıt olarak da mitokondrinin prokaryot hücrelerde mevcut olmadığını söyleyebiliriz.
Mitokondri ne işe yarar?
- Kan pıhtılaşmasının önlenmesine destek olur.
- Kas fonksiyonları için gereken kalsiyumu depolar.
- Kalsiyum iyonlarını içine alıp depolayan mitokondri nörotransmitterlerin serbest kalmasının kontrolüne yardımcı olur.
Mitokondri bitkilerde bulunur mu?
İnsan, hayvan ve bitki hücrelerinde yüzlerce hatta binlerce mitokondri bulunur.
Mitokondri protein sentezler mi?
Mitokondriler protein sentezi yapabilir. Bu sayede mitokondri biyolojik olarak kalıtsal bilgi de taşır. Mitokondrilerde protein sentezi ribozomlarla yapılır.
Memeli mitokondriler %5-10 kadar protein sentezini kendileri yapar. Geri kalanı da sitoplazmadan sağlanır. Sitoplazmada çekirdek DNA’sının kontrolü altında sentezlenir.
Mitokondri ATP üretir mi?
Mitokondri, aerobik (oksijenli) veya anaerobik (oksijensiz) hücresel solunum denen bir işlem yoluyla glikozu ATP olarak adlandırılan enerji molekülüne dönüştürür. ATP'ye hücrelerin temel enerji birimi de denebilir. ATP'ler depolanmadığı için her saniye üretilmelidir. Bu üretimi de hücrelerdeki mitokondriler gerçekleştirir.
