Mitokondri

Mitokondri, hücre organellerinden biridir. Yunanca mitos (iplik) ve khondrion (tane) sözcüklerinden türetilmiştir. Boyları 0,2-5 mikron arasında değişir. Şekilleri ise ovalden çubuğa kadar değişkenlik göstermektedir.Hücre içi enerji satralidir. Bazı hücreler tek bir büyük mitokondri içerebilse de mitokondriler hücrelerde çoğunlukla fazla sayılardadır. Sayıları hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Özellikle kas ve sinir hücreleri gibi enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur. Bir karaciğer hücresinde sayıları 2500 civarına ulaşabilir.

Kendilerine ait ribozom, DNA ve RNA ları vardır. Mitokondriyal DNA bakterilerde olduğu gibi daireseldir ve 16,569 baz çiftinden oluşur. Mitokondri ribozomları yaklaşık olarak bakteri ribozomlarının büyüklüğündedir. Tüm bunlar Endosimbiyoz Kuramını desteklemektedir. Endosimbiyoz Kuramına göre mitokondri bir aerob prokaryotun ökaryotik hücre içine girerek simbiyotik olarak yaşayamaya başlaması sonucu gelişmiş bir organeldir.

Mitokondride 4 kısım vardır. Bunlar dış zar, iç zar, zarlararası (periferal) bölge ve matriksdir. Dış zar iç zara göre daha kalındır ve porin denilen taşıyıcı proteinler bulundururlar. Mitokondri içerisine girecek maddeler porinlerle alınırlar. İç zar dış zara göre daha seçici geçirgen yapıdadır. Dış ve iç zar arasındaki bölgeye periferal bölge adı verilir. İç zar mitokondri matriksine doğru girintiler yaparak krista denilen yapıları oluşturur. Kristalar kese, boru, tüpçük, zigzag gibi çeşitli şekillerde olabilirler. Kristaların mitokondri eksenine uzanma biçimleri genelde enine olmakla birlikte, boyuna ve çapraz olarak da olabilir. İç zar üzerinde solunumda görev alan ETS proteinleri bulunur. Bu sebeple enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerin mitokondrilerindeki krista sayısı daha fazladır. İç zar üzerinde elementer partikül (Racker partikülü) denilen yapılar vardır. Bu yapıların iç zarla bağlantılı olan bir sap bölgesi ve buna bağlı baş bölgesi vardır. Baş bölgesinde kimyasal enerjiden ATP sentezi gerçekleştiğinden bu bölgeye ATPozom ismi verilmektedir. Matrikste organel proteinlerinin 2/3'ü bulunur.

Endosimbiyoz Kurama göre mitokondriler, uzun zaman önce, büyük hücrelere geçebilen tek canlı organizmalardı. Fakat hücre içindekilere göre enerjiyi daha verimli ayrıştırabildiklerinden dolayı içine geçtikleri hücrelere çok fayda sağladılar ve zamanla hücrelerin kalıcı birer parçası haline dönüştüler. Buna rağmen, kendi genetik bilgilerini taşır ve içinde bulundukları hücrelerden bağımsız bir şekilde bölünürler. Yani mitokondri, kendini çekirdek bilgisi dahilinde eşleyebilir.

Mitokondriler kalıtımsal olarak yavruya annesinden geçer, babadan gelen spermlerin bu konuda yavruya hiçbir katkısı yoktur. Mitokondri DNA'sında meydana gelen ve mitokondri fonksiyonunu etkileyerek kas ve sinir sistemi üzerinde tutulum sergileyen birçok hastalık bulunmaktadır. Mitokondriyal sitopatiler olarak da adlandırılan bu hastalıkların Avrupa'da görülme sıklığının 1:2000 olduğu bilinmektedir ki bu sayı yaklaşık 400.000 insanın mitokondriyal sitopati ile yaşadığını göstermektedir.

İlk bu organeli inceleme işlemleri 1840'larda yapılmıştı. Richard Altmann, 1894 yılında bu organeli keşfetti ve "bioblasts" adını verdi. "Mitokondri" terimi ise 1898 yılında Carl Benda tarafından kullanılarak literatüre geçti. Leonor Michaelis, Janus yeşili boyasını keşfetmesiyle supravital boyama yöntemiyle 1900'de mitokondriyi ayrıntılı inceledi. Friedrich Meves, 1904'te bitkilerdeki ilk mitokondri(Nymphaea alba) kaydını yaptı. 1908 yılında Claudius Regaud bu organelin protein ve lipit içerdiğini destekledi. 1925 yılında David Keilin'in sitokromları keşfedene kadar solunum reaksiyonları açıklanamadı.

1941'de hücresel metobolizmada ATP fosfat bağlarınından enerji elde edildiği Fritz Albert Lipmann tarafından keşfedildi. Bu yılları takiben, bu olayın hücresel solunumdaki önemi araştırıldı ancak mitokondrinin etkisi bilinmiyordu. Albert Claude, doku fraksiyonasyonu ile mitokondriyi diğer hücrelerden izole etti. Bu deneyde zamanla solunumda mitokondrinin etkisi görülmüştür.

İlk yüksek çözünürlüklü mikrograflar 1952 yılında oluşturuldu. Bu yöntem, Janus Yeşili boyama yönteminin yerini alarak mitokondri incelemesinin tercih edilen yöntemi olmuştur. Bu yolla mitokondrinin hücreden hücreye değişmekte olduğu anlaşılmıştır.