MİTOKONDRİMİTOKONDRİ

MitokondriMitokondri Mitokondri zarla çevrilmiş olmasına rağmen endomembran Mitokondri zarla çevrilmiş olmasına rağmen endomembran

sistemin parçası değildir. sistemin parçası değildir. Membran proteinleri ER tarafından yapılmaz. Sitosoldeki Membran proteinleri ER tarafından yapılmaz. Sitosoldeki

serbest ribozomlar tarafından veya mitokondrinin kendi içlerinde serbest ribozomlar tarafından veya mitokondrinin kendi içlerinde sahip oldukları ribozomlar tarafından yapılır.sahip oldukları ribozomlar tarafından yapılır.

Her iki organelde kendi DNA moleküllerine sahiptirler.Her iki organelde kendi DNA moleküllerine sahiptirler.

MitokondriMitokondri Tüm ökaryotik hücrelerde (memeli eritrositleri hariç) bulunur.Tüm ökaryotik hücrelerde (memeli eritrositleri hariç) bulunur. Hücre içinde bazen tek büyük bir mitokondri,çoğu kez de Hücre içinde bazen tek büyük bir mitokondri,çoğu kez de

yüzlerce hatta binlerce mitokondri bulunmaktadır. Bu sayı yüzlerce hatta binlerce mitokondri bulunmaktadır. Bu sayı hücrenin içinde bulunduğu metabolik aktiviteye bağlı olarak hücrenin içinde bulunduğu metabolik aktiviteye bağlı olarak değişir.değişir.

İhtiyaç halinde mevcut mitokondrilerin büyüyüp bölünmeleri ile İhtiyaç halinde mevcut mitokondrilerin büyüyüp bölünmeleri ile hücre içinde sayıları artar.hücre içinde sayıları artar.

1-101-10μμm uzunluğunda genellikle oval yada elips şeklindedirlerm uzunluğunda genellikle oval yada elips şeklindedirler

Mitokondri iki membranın oluşturduğu bir kılıfla çevrelenir.Mitokondri iki membranın oluşturduğu bir kılıfla çevrelenir. Fosfolipit tabakaların her birinde özelleşmiş proteinler gömülü Fosfolipit tabakaların her birinde özelleşmiş proteinler gömülü

olarak bulunur.olarak bulunur. Dış membran düz, iç membran ise “krista” adı verilen iç Dış membran düz, iç membran ise “krista” adı verilen iç

katlanmalarla kıvrılmış bir görüntüye sahiptirkatlanmalarla kıvrılmış bir görüntüye sahiptir

İç membran mitokondri içini iki İç membran mitokondri içini iki bölmeye ayırır:bölmeye ayırır:

1. İç ve dış membran arasındaki dar 1. İç ve dış membran arasındaki dar alan alan ““membranlar arası bölge”,membranlar arası bölge”,

2. “mitokondriye ait 2. “mitokondriye ait matriks.matriks.

Solunumun bazı metabolik Solunumun bazı metabolik aşamaları enzimler aşamaları enzimler bakımından oldukça zengin bakımından oldukça zengin olan matrikste gerçekleşir.olan matrikste gerçekleşir.

Solunumda ATP üreten Solunumda ATP üreten diğer proteinler ise iç diğer proteinler ise iç membranda yerleşmiştir. membranda yerleşmiştir.

Kristalar iç zarda büyük bir Kristalar iç zarda büyük bir alan oluşturarak solunum alan oluşturarak solunum verimini artırırlar.verimini artırırlar.

Bu durum;Bu durum;

YAPI ve İŞLEV ARASINDAKİ YAPI ve İŞLEV ARASINDAKİ BERABERLİĞE BERABERLİĞE (KORELASYONA) BİR (KORELASYONA) BİR

ÖRNEKTİRÖRNEKTİR

Sitoplazma içinde hareket ederken Sitoplazma içinde hareket ederken mikrotubullerle ilişki kurarlar.mikrotubullerle ilişki kurarlar.

Mitokondrilerde biyokimyasal bileşim ve Mitokondrilerde biyokimyasal bileşim ve işlev bakımından farklı 4 bölge bulunur:işlev bakımından farklı 4 bölge bulunur:

Dış zarDış zar İç zarİç zar Zarlar arası alanZarlar arası alan MatriksMatriks

Dış zar:Dış zar: Porin olarak adlandırılan bir Porin olarak adlandırılan bir taşıyıcı proteine sahiptir. taşıyıcı proteine sahiptir. Bu protein lipit tabakasında içi sıvı Bu protein lipit tabakasında içi sıvı dolu bir kanal oluşturur. dolu bir kanal oluşturur. 10.000 dalton veya daha küçük 10.000 dalton veya daha küçük moleküllerin geçişine izin verir. moleküllerin geçişine izin verir. Dış zar ayrıca lipit sentezinde Dış zar ayrıca lipit sentezinde görev alan çeşitli enzimleri taşır.görev alan çeşitli enzimleri taşır.

İç zar:İç zar: Katlanmalarla oluşan kristaların sayı ve yapıları mitokondrinin Katlanmalarla oluşan kristaların sayı ve yapıları mitokondrinin

bulunduğu hücreye göre değişir.bulunduğu hücreye göre değişir. Ör: kalp kası hücrelerinde bulunan mitokondrilerin krista sayısı, Ör: kalp kası hücrelerinde bulunan mitokondrilerin krista sayısı,

karaciğer hücrelerinde bulunan mitokondrilerin krista karaciğer hücrelerinde bulunan mitokondrilerin krista sayısından en az üç kat daha fazladır.sayısından en az üç kat daha fazladır.

İç zarda bulunan proteinler 3 farklı işlevle İç zarda bulunan proteinler 3 farklı işlevle ilişkilidir:ilişkilidir: Hücresel solunum elektron taşıma zincirinde Hücresel solunum elektron taşıma zincirinde

görev alan enzimlergörev alan enzimler Çeşitli metabolitlerin zardan mitokondriye giriş Çeşitli metabolitlerin zardan mitokondriye giriş

ve çıkışını sağlayan ve permeaz taşıyıcı proteinlerve çıkışını sağlayan ve permeaz taşıyıcı proteinler ATP üretimi ve depolanmasıyla ilişkili proteinler ATP üretimi ve depolanmasıyla ilişkili proteinler

Zarlar arası alan:Zarlar arası alan: Yaklaşık 40-80 AYaklaşık 40-80 Aºº genişliğindedir. Bileşimi daha çok sitosolün genişliğindedir. Bileşimi daha çok sitosolün bileşimine benzer.bileşimine benzer.

Matriks:Matriks: Sitrik asit siklusu ile yağ asitleri ve Sitrik asit siklusu ile yağ asitleri ve pürivatın oksidasyonu için gerekli yüzlerce pürivatın oksidasyonu için gerekli yüzlerce enzim içerir. enzim içerir. Ayrıca mitokondriye ait DNA (mtDNA), Ayrıca mitokondriye ait DNA (mtDNA),

ribozomlar, tRNA’lar ve mitokondri ribozomlar, tRNA’lar ve mitokondri genlerinin anlatımı sırasında gerekli olan genlerinin anlatımı sırasında gerekli olan çeşitli enzimler ve proteinlerde çeşitli enzimler ve proteinlerde bulunmaktadır.bulunmaktadır.

Mitokondriler hücreye ATP sağlamanın Mitokondriler hücreye ATP sağlamanın yanısıra birçok maddenin sentez yeridiryanısıra birçok maddenin sentez yeridir

Glukoneogenez: Karbonhidratlar Glukoneogenez: Karbonhidratlar dışındaki dışındaki (amino asit ve yağ asiti gibi) (amino asit ve yağ asiti gibi) kaynaklardan kaynaklardan glukoz sentezlenmesiglukoz sentezlenmesi

Karaciğer hücrelerinde üre senteziKaraciğer hücrelerinde üre sentezi Hem senteziHem sentezi Kısmen steroid hormon sentezi Kısmen steroid hormon sentezi

Mitokondri DNA’sı ve Mitokondri kalıtımıMitokondri DNA’sı ve Mitokondri kalıtımı

Mitokondri ve Mitokondri ve kloroplastların DNA kloroplastların DNA taşıdığı 1960’lı yıllarda taşıdığı 1960’lı yıllarda gösterilmiştir.gösterilmiştir.

1981’de insan mitokondri 1981’de insan mitokondri DNA’sının dizi analizi DNA’sının dizi analizi yapılmıştır.yapılmıştır.

1988’de mtDNA’sına bağlı 1988’de mtDNA’sına bağlı ilk mitokondrial hastalık ilk mitokondrial hastalık tanımlanmıştır.tanımlanmıştır.

Organel sayısı artacağı Organel sayısı artacağı zaman önce mtDNA’sı iki zaman önce mtDNA’sı iki katına çıkar daha sonra katına çıkar daha sonra organel ikiye bölünür.organel ikiye bölünür.

Yaşlanan hücrelerde mt Yaşlanan hücrelerde mt sayısı giderek azalır. sayısı giderek azalır.

Nukleus bölünmesinden Nukleus bölünmesinden ayrı olarak hücre ayrı olarak hücre interfaz evresinde iken interfaz evresinde iken bile kendi kendilerine bile kendi kendilerine bölünerek sayılarını bölünerek sayılarını artırabilirler.artırabilirler.

Matriks içinde 2-10 Matriks içinde 2-10 adet dairesel, çift adet dairesel, çift zincirli DNA molekülü zincirli DNA molekülü yer alır.yer alır.

İnsan mtDNA’sı 16.569 İnsan mtDNA’sı 16.569 baz çifti içermektedir. baz çifti içermektedir. Bu uzunluk 5523 kodona Bu uzunluk 5523 kodona eşittir. Bu uzunluk eşittir. Bu uzunluk memeli canlılarda 16-19 memeli canlılarda 16-19 kilobaz (kb) bitkilerde kilobaz (kb) bitkilerde 2500kb kadardır. 2500kb kadardır.

Histon proteinleri Histon proteinleri bulunmaz, bu nedenle bulunmaz, bu nedenle nasıl paketlendiği henüz nasıl paketlendiği henüz tam olarak tam olarak bilinmemektedir.bilinmemektedir.

MtDNA kalıtımıMtDNA kalıtımı İnsanlarda mtDNA maternal kalıtım (anneye ait) yani annenin İnsanlarda mtDNA maternal kalıtım (anneye ait) yani annenin

mtDNA’sı tüm çocuklarına aktarılırken babanın mtDNA’sı mtDNA’sı tüm çocuklarına aktarılırken babanın mtDNA’sı çocuklara aktarılmaz.çocuklara aktarılmaz.

Ovum mitokondri açısından çok zengindir. Sperm ise çok az Ovum mitokondri açısından çok zengindir. Sperm ise çok az sayıdaki mitokondriyi zigot oluşumuna katılmayan kuyruk sayıdaki mitokondriyi zigot oluşumuna katılmayan kuyruk bölgesinde taşır.bölgesinde taşır.

Döllenme sonucunda zigotta dişi yumurtanın sahip olduğu tüm Döllenme sonucunda zigotta dişi yumurtanın sahip olduğu tüm mitokondriler yer alırken erkek spermin sahip olduğu mitokondriler yer alırken erkek spermin sahip olduğu mitokondrilerin en fazla %0.1’i yer almaktadır.mitokondrilerin en fazla %0.1’i yer almaktadır.

Her insan hücresi çok sayıda mitokondri içerir. Bu Her insan hücresi çok sayıda mitokondri içerir. Bu mitokondriler bölünme sırasında yavru hücrelere rastgele mitokondriler bölünme sırasında yavru hücrelere rastgele dağılır. Dolayısıyla yavru hücreler mutant DNA bakımından dağılır. Dolayısıyla yavru hücreler mutant DNA bakımından farklılık gösterirler.farklılık gösterirler.

mtDNA’sında ortaya çıkan mutasyonlara bağlı olarak ilk mtDNA’sında ortaya çıkan mutasyonlara bağlı olarak ilk tanımlanan hastalık Leber’in herediter optik nöropatisi tanımlanan hastalık Leber’in herediter optik nöropatisi (LHON) dir.(LHON) dir.

mtDNA’sı mutasyonlarına bağlı olarak ortaya çıkan mtDNA’sı mutasyonlarına bağlı olarak ortaya çıkan hastalıkların sayısı giderek artmaktadır. hastalıkların sayısı giderek artmaktadır.