Mitokondri, memeli canlıların alyuvarları haricinde, oksijenli solunum yapan tüm ökaryot hücrelerde bulunan organeldir. Mitokondri sözcüğü Yunanca mitos (iplik) ve khondrion (tane) sözcüklerinin türetilmesiyle almıştır. Boyları 0.2-5 mikron arasında, şekilleri ise ovalden çubuğa kadar değişkenlin göstermektedir. Bazı hücreler büyük ve tek bir mitokondri içerebilse de çoğunlukla büyük sayılarda bulunurlar.
Bir hücredeki mitokondri sayısı, hücrenin enerji ihtiyacına göre değişiklik gösterir. Özellikle sinir ve kas hücreleri gibi enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur.
Mitokondriler dış zar, iç zar ve bu iki zarı birbirinden ayıran zarlar arası (perifal) bölge ve matriks olmak üzere dört kısımdan oluşur. Mitokondrinin dış zarı kalındır ve yapısında porin adı verilen taşıyıcı proteinleri bulundurur, bu proteinler maddelerin mitokondri içerisine alınmasını sağlar.
Mitokondri kelimesi, Yunanca kökenli bir terimdir. “Mito-” ön eki “iplik, iplikçik” anlamına gelirken, “kondrion” kelimesi “taneli veya tanecikli” anlamına gelir. Birleşik olarak “mitokondri”, “iplikçikler içeren tanecik” veya “taneciklerle dolu iplikçik” anlamına gelir.
Mitokondriler, hücre içinde çift zarlı yapılara sahip organellerdir ve enerji üretimi için önemli rol oynayan yapısal ve metabolik birimlerdir. Mitokondri içinde, aerobik solunum süreci gerçekleşir ve glukoz ve oksijen kullanılarak ATP (adenozin trifosfat) gibi hücre enerjisi üretmek için gereken reaksiyonlar gerçekleştirilir. Bu süreç, hücrelerin enerji ihtiyacını karşılamak için temel bir öneme sahiptir.
Mitokondri’nin keşfi
Mitokondri, hücrelerde enerji üretimi ve metabolizma gibi önemli süreçlerin gerçekleştiği organeldir. Mitokondri keşfi, 19. yüzyılın ortalarında ve 20. yüzyılın başlarında gerçekleşmiştir. İşte mitokondrinin keşfi sürecinin ana hatları:
- Hücre Teorisi ve Hücrenin Mikroskop Altında İncelenmesi: 17. yüzyılda matematikçi ve bilim insanı Robert Hooke, mikroskop kullanarak “hücre” terimini tanımlamış ve bitki dokularında hücreleri gözlemlemiştir. Daha sonra Alman bilim insanı Matthias Schleiden ve Theodor Schwann, bitkilerde ve hayvanlarda hücre teorisini geliştirmişlerdir. Hücre teorisi, tüm canlı organizmaların hücrelerden oluştuğunu ve hücrenin temel yapı taşı olduğunu belirtir.
- Endosimbiyotik Teori: 20. yüzyılın başlarında, Rus bilim insanı Konstantin Mereschkowski ve Amerikalı bilim insanı Ivan Wallin tarafından öne sürülen endosimbiyotik teori, mitokondrinin kökenini açıklamak için ilk önerilen teoridir. Bu teoriye göre, mitokondri ve kloroplastlar gibi organeller, daha önce bağımsız olarak yaşayan bakterilerin ilkel hücrelere yutturulması veya endositosis süreci sonucunda hücre içinde simbiyotik olarak yaşamaya başlamıştır.
- Mitokondri Keşfi: Mitokondrinin modern keşfi, 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında yapılan araştırmalara dayanır. Alman biyolog Richard Altmann, 1890’larda bitki hücrelerinde granül ve filamentler içeren küçük organelleri tanımlamış ve bu yapıları “biyoblastlar” olarak adlandırmıştır. Daha sonra, 1920’lerde özellikle Britanyalı biyolog John B. S. Haldane ve Amerikalı biyolog Grace Medes, mitokondrinin anaerobik solunum ve enerji üretiminde önemli bir rol oynadığını keşfetmiştir.
- Elektron Mikroskobu ve İlerlemeler: 20. yüzyılın ortalarında elektron mikroskobunun geliştirilmesi, mitokondri ve diğer organellerin yapısının daha ayrıntılı olarak incelenmesini sağlamıştır. Elektron mikroskopu sayesinde mitokondrinin çift zarlı yapısı ve içindeki tilakoit benzeri yapılar daha net bir şekilde görülebilmiştir.
Sonuç olarak, mitokondrinin keşfi, hücre teorisinin geliştirilmesi ve mikroskop teknolojisindeki ilerlemelerin bir sonucudur. Mitokondri, hücrelerin enerji üretimini sağlayan ve canlı organizmaların yaşamsal süreçlerine katkıda bulunan önemli bir organel olarak kabul edilir. Endosimbiyotik teori, mitokondri ve kloroplastların evrimi ve kökeni konusundaki anlayışımızda önemli bir rol oynamıştır.
Mitokondri’nin Görevleri
- Mitokondri, oksijenli solunum yapan hücrelerde, hücre içinde gerekli olan ATP’yi sentezler ve hücreye enerji sağlar.
- Mitokondri, iç ve dış zar olmak üzere çift zar ile çevrilidir. Dıştaki zar düz, içteki zar ise kıvrımlıdır. İç zar kıvrımları krista olarak adlandırılır. Bu kıvrımlar zarın yüzey alanını artırarak oksijenli solunumun hızlanmasını sağlar.
- Mitokondrinin içi matriks adı verilen, içinde mitokondriye özgün DNA, RNA, ribozom ve solunum enzimleri bulunduran sıvı ile doludur.
- Mitokondri DNA’sı bakteri DNA’sı gibi daireseldir ve içerdikleri DNA sayesinde, kendi başına bölünme yeteneğini kazanmışlardır. Ancak DNA’larındaki bilgi sınırlı olduğu için bölünmeleri çekirdek DNA’sının kontrolünde gerçekleşir.
- Ribozom içerdiğinden protein sentezi yapabilir.
- Mitokondri DNA’sının fiziksel ve kimyasal etkiler ile bozulması, oksijenli solunum ile ATP sentezinin bozulmasına neden olarak, metabolizma hızını yavaşlattığı ve hücrelerin ölümüne neden olduğu düşünülmektedir.
- Herkes mitokondrisini annesinden alınır. Sperm hücresinin mitokondrileri kuyruk bölgesinde bulunur ve kuyruk döllenme sırasında yumurta içerisine girmez. Bu nedenle zigottaki tüm mitokondriler yumurta hücresine, başka bir deyişle anneye ait olur.
- Mitokondride substrat düzeyinde ve oksidatif fosforilasyonla ATP üretilir. Bu ATP’ler fotosentez hariç hücrenin enerji gerektiren tüm olaylarında kullanılabilir.
Ayrıca bakın;
- Hücre Nedir? (Hücre Teorisi, Genel Özellikleri ve Yapısı)
- Organel Nedir? (Hücre Organelleri ve Genel Özellikleri)
Dış bağlantı;