MİTOKONDRİ Doç.. Dr. Mehmet GÜVENG
Hemen hemen bütün b ökaryotik hücrelerde ve ökaryotik mikroorganizmalarda bulunur. Eritrositlerde, bakterilerde ve yeşil alglerde mitokondri yoktur. Şekilleri (küremsi veya uzun silindirik) ve büyüklükleri kleri (çap:( 02-1 μm,, uzunlukları: 2-6 μm) ) farklılıklar klar gösterir. g Sayılar ları değişkendir (1-2000). Mitokondri çift membranla çevrili bir organeldir.
Dış membran: İç membrana (50-60 Ao) ) göre g daha kalın n (70 Ao) ) olup plazma membranının yapısına benzer. Porin adı verilen kanal proteinleri büyüklb klüğü 5000 dalton ve daha küçük üçük molekülleri lleri (su, iyonlar) içeri i alır. İç membran: İç membran yarı geçirgen özelliktedir. Bazı moleküller ller matrikse aktif transport ile geçer. er. İç membran dış membrana paralel seyreder, ancak matrikse doğru Krista denen kıvrk vrımlar yapar. Kristalar iç membran yüzeyini arttırmaya rmaya yönelik y yapılard lardır. r. Enerji üretimi fazla olan hücrelerde h krista sayısı fazladır.
Çift ift membran iki mitokondriyal kompartman oluşturur; Membranlar arası alan ve Matriks. Membranlar arası alan : 40-80 Ao genişli liğindedir. indedir. Bazı enzimler bulunur ve sitozole eşdeğer er içeriktedir. i Matriks: İç membranın çevrelediği i alandır. Bol miktarda protein molekülü, çeşitli reaksiyon enzimleri, mtdna,, ribozomlar ve trna bulunur.
Mitokondriler hücrenin h enerji üretim merkezleridir, oksidasyon-red redüksiyon reaksiyonları ile enerji üretirler. Elektron transfer işlemlerinden sağlanan enerji kullanılarak larak matriksteki protonlar membranlar arası boşlu luğa yollanır. Burada bir proton gradiyenti oluşturulur. Membranlar arası boşlukta toplanan protonlar beşinci protein kompleksi olan ATP sentetaz tarafından matrikse yollanırken ADP den ATP sentezlenir. Elektronların n transferi içi membranda bulunan 4 protein kompleksi tarafından gerçekle ekleştirilir; NADH dehidrogenaz (I), Süksinat dehidrogenaz (II), Sitokrom c redüktaz (III) ve Sitokrom c oksidaz (IV).
Mitokondri hücre h genomundan ayrı bir genetik sisteme sahiptir. Mitokondriyal DNA (mtdna( mtdna) nın organelde birçok kopyası (2-12) vardır. r. mtdna nın boyu yaklaşı şık k 16,5 kb dır. Mitokondriyal genom sirküler çift zincirli DNA dan oluşur; ur; AğıA ğır r (H) zincir ve Hafif (L) zincir. mtdnanın ufak bir bölümüb üç zincirli DNA yapısındad ndadır. Bu üçünc ncü zincir (7S DNA) H zincirin kısa bir segmentinin tekrarlayan sentezinden kaynaklanır. Bu üç zincirden oluşan alana D- loop bölgesi denir. D-loopD bölgesi kodlanmayan bölgedir. Bu bölge b içinde i inde H (PH) ve L (PL) zincirlerinin promotor bölgeleri ve H (OH) zincirinin replikasyon orjini vardır
Mitokondriler bakteriler gibi enine ve boyuna bölünerek çoğalırlar. Replike olan mitokondriyal DNA boğumlanma suretiyle ikiye bölünen b mitokondrilere rasgele dağı ğılır. Mitokondriyal genom 37 gen içerir. i 2 rrna (16S ve 12S rrna) ) geni, 22 trna geni, 13 elektron transportu ile oksidatif fosforilasyonla ilgili proteinlerin subünitlerini kodlayan gen. mtdna maternal olarak kalıtılır, çünk nkü zigottaki mtdna nın sadece 1/10.000 i i sperm kaynaklıdır. mtdna defetleri Mendel kalıtımına uymaz, maternal kalıtımla aktarılırlar. rlar.
Mitokondriyal DNA nın n tamir mekanizması zayıft ftır r ve bu yüzden y mutasyon oranı nükleer genomdan yaklaşı şık k 10 kat yüksektir. y Mutant ve normal mitokondriyal DNA kopyalarının n bir arada bulunması durumuna Heteroplazmi denir. Çeşitli itli hastalıklarda görülen g mtdna mutasyonları 4 gruba ayrılabilir; 1. Missense mutasyonları (Örn; LHON, Leigh sendromu) 2. Protein sentezi (trna( mutasyonları) ) mutasyonları (Örn; MELAS, MERRF) 3. İnsersiyon/Delesyon mutasyonları (Örn; Pearson, Kearns- Sayre) 4. Kopya sayısı mutasyonları Bazı dokular (kalp, iskelet kası,, merkez sinir sistemi, böbrek) b brek) mitokondriyal enerji üretimine yüksek y oranda bağlı olduğundan undan mtdna mutasyonlarından ndan (nokta mutasyonları, delesyonlar, dublikasyonlar) ) daha fazla etkilenirler. Bundan dolayı hastalıklar metabolizma ile ilişkilidir.