Mitokondri

Oksidatif fosforilasyon, canlılarda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP sentezinde kullanılan yollardan biridir. Oksidatif fosforilasyonun özellikleri: Oksijenli solunumun son evresini teşkil eder. Glikoliz ve Krebs döngüsü sırasında oluşan bileşiklerdeki hidrojen atomlarının, ökaryot hücrelerde mitokondrinin, prokaryot hücrelerde ise hücre zarının üzerinde bulunan elektron taşıma sisteminden (ETS) geçirilmesi sırasında oksijenle birleşerek su oluşturması ve kalan bileşiklerin ATP yapımında kullanılması olayıdır. Bir NADH molekülü 2,5 ATP, bir FADH2 molekülü ise 1,5 ATP oluşturur. Oksidatif fosforilasyon, oksijenli ortamda, ökaryot hücrelerin mitokondrilerinde ve prokaryot hücrelerin sitoplazmasında gerçekleşir. Oksidatif fosforilasyon, birçok farklı canlıda görülür.

Mitokondri sayısının az olması durumunda hücrenin enerji üretimi azalır ve bu durum çeşitli sağlık sorunlarına yol açabilir. Olası sonuçlar şunlardır: yorgunluk ve enerji düşüklüğü; kilo artışı; hafıza sorunları; yaşlanma sürecinin hızlanması; kalp, karaciğer ve böbrek gibi önemli organların işleyişinde bozulma. Mitokondrinin düzgün çalışması, vücudun genel sağlığı ve hastalıkların önlenmesi açısından büyük önem taşır.

Mitokondriyal hastalıkların başlıca nedenleri şunlardır: Genetik mutasyonlar. Kalıtım. Çevresel faktörler. Hormonal değişiklikler.

Mitokondri ve kloroplastın görevleri aynı değildir. Mitokondrinin görevi, hücrenin enerji taşıyan ana molekülü olan adenozin trifosfat'ı (ATP) üretmektir. Kloroplastın görevi ise fotosentez adı verilen işlemi gerçekleştirmektir. Dolayısıyla, mitokondri kimyasal enerjiyi ATP'ye çevirirken, kloroplast ışık enerjisini ATP'ye ve ATP'yi kimyasal bağ enerjisine çevirir.

Mitokondrinin önemli olmasının bazı nedenleri: Hücresel enerji üretimi: Mitokondri, hücrenin enerji ihtiyacı için gerekli olan ATP'yi üretir. Hücre ölümü: Mitokondri, apoptoz olarak bilinen hücre ölümünde önemli bir rol oynar. Hücresel faaliyetler: Hücresel farklılaşma, sinyalleşme, yaşlanma, döngü kontrolü ve büyüme gibi çeşitli hücresel faaliyetlerde görev alır. Hormonal aktiviteler: Testosteron ve östrojen gibi hormonların oluşumunda rol oynar. Kalsiyum depolanması: Kalsiyum iyonlarını emerek ihtiyaç duyulana kadar depolar. Mitokondrinin düzgün çalışmaması, hücrelerin enerjisiz kalmasına ve ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir.

Mitokondrinin bozulduğu bazı hastalıklar şunlardır: Mitokondriyal hastalıklar. Friedreich Ataksisi. Wilson Hastalığı. Mitokondriyal hastalıkların belirtileri oldukça değişkendir ve “mitokondriyal hastalık spektrumu” olarak adlandırılan geniş bir yelpazede görülebilir. Mitokondriyal hastalık şüphesi durumunda, doğru tanı ve tedavi için bir sağlık uzmanına başvurulması önerilir.

Ökaryot hücrelerde oksijenli solunum (aerobik solunum), mitokondri organelinde gerçekleşir. Mitokondrinin iç ve dış olmak üzere iki zarı vardır; iç zar kıvrımlıdır ve bu kıvrımlara krista adı verilir. Prokaryot hücrelerde ise oksijenli solunum yapanlarda hücre zarının sitoplazmaya doğru yaptığı kıvrılmalar ile oluşturulmuş mezozom yapısında gerçekleşir.

ATP oksidatif fosforilizasyonunun gerçekleştiği yerler, oksijenli ve oksijensiz solunum yapan canlılarda farklılık gösterir: Ökaryot hücrelerde: Mitokondrinin krista denen kıvrımlarında gerçekleşir. Prokaryot hücrelerde: Hücre zarında meydana gelir.

Oksidasyon ve fosforilasyonun gerçekleştiği yerler: Oksidatif fosforilasyon, oksijenli solunumda ökaryot hücrelerin mitokondrilerinin iç zarında (krista), prokaryot hücrelerde ise hücre zarında gerçekleşir. Fotofosforilasyon, kloroplastlarda meydana gelir. Substrat düzeyinde fosforilasyon, oksijenli ve oksijensiz solunumda ve fermantasyonda görülür. Kemofosforilasyon, kemosentezde gerçekleşir.

Mitokondri ve kloroplastın kendini eşlemesinin nedeni, bu organellerin bölünerek (tomurcuklanma şeklinde) yenilenebilmeleridir. Bu organeller, prokaryot hücrelerde bulunmaz, çift zarlıdır ve protein, DNA, RNA, ribozomları ile elektron taşıma sistemine (ETS) sahiptirler. Mitokondri ve kloroplast, enerji (ATP) üretir, enerji dönüşümü yapar, sıcaklık değişiminden etkilenirler ve hücre sitoplazmasında bulunurlar.

Kemiozmozis, hücresel solunumda mitokondrilerin iç zarlarında gerçekleşir. Fotosentez sırasında ise kemiozmozis, kloroplastların tilakoit zarlarında meydana gelir.

Mitokondri, inorganik maddeleri organik maddelere dönüştürmez. Mitokondrinin temel görevi, oksijenli solunum ile ATP (adenozin trifosfat) sentezlemek ve organik besinleri inorganik besinlere dönüştürmektir. İnorganik maddelerin organik maddelere dönüştürülmesi ise kloroplast tarafından gerçekleştirilir.

Beta-oksidasyon, ökaryot hücrelerde mitokondride, prokaryot hücrelerde ise sitoplazmada gerçekleşir. Çok uzun zincirli yağ asitleri, peroksizomlarda oksitlenir.

Mitokondri, hücrede enerji üreten organeldir. Mitokondriler, ökaryotik hücrelerde metabolik enerji üretiminde rol oynar ve oksidatif fosforilasyon yoluyla ATP üretiminden sorumludur. Mitokondriler sayesinde hücreler, kendilerine gönderilen besin maddelerini kullanarak ATP sentezleyebilir. Bu nedenle mitokondriler, "hücrenin enerji santrali" olarak da adlandırılır.

Mitokondride sentezlenen proteinler arasında şunlar bulunur: Heme (hemoglobinin protein kısmı). Steroidler. Yağ asitleri. Amino asitler. Karbonhidratlar. Fe/S kümeleri. Proteinlerin katabolizması. Mitokondride sentezlenen proteinlerin çoğu, sitoplazmik ribozomlar aracılığıyla üretilir.

Hücre, enerji ihtiyacını mitokondride gerçekleşen hücresel solunum ile karşılar. Bu süreçte, tüketilen besinler (karbonhidratlar, yağlar, proteinler) parçalanarak ATP (adenozin trifosfat) adı verilen enerji molekülleri üretilir. Hücresel solunumun aşamaları şunlardır: Glikoliz. Krebs döngüsü. Elektron taşıma zinciri.

Hücresel solunum, ökaryotik hücrelerde mitokondrilerde, prokaryotik hücrelerde ise sitoplazmada gerçekleşir. Ökaryotik hücrelerde: Glikoliz, sitoplazmada gerçekleşir. Krebs döngüsü ve elektron taşıma zincirleri mitokondri içinde yer alır. Prokaryotik hücrelerde: Tüm hücresel solunum süreçleri sitoplazmada gerçekleşir.

Hayır, hücre santrali ve güç merkezi aynı şey değildir. Hücre santrali, hücrenin enerji ihtiyacını karşılayan mitokondriyi ifade eder. Güç merkezi ise, elektrik enerjisi üreten santralleri tanımlar. Dolayısıyla, hücre santrali hücresel enerji üretimiyle ilgiliyken, güç merkezi elektrik enerjisi üretimiyle ilgilidir.

Mitokondrinin inorganik maddelere dönüştürdüğü maddeler hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, mitokondrinin görevlerinden bazıları şu şekildedir: Hücresel solunumla alakalı biyokimyasal reaksiyonların çoğunu gerçekleştirmek; Organik besinleri inorganik besinlere dönüştürmek; Kalsiyum iyonlarını hızlıca emip vücut ihtiyaç duyana kadar depolamak; Apoptoz olarak bilinen hücre ölümü sırasında önemli enzimlerden biri olan kaspaz’ı aktive eden sitokrom C’yi salgılamak.

Mitokondri sadece bitki hücresinde bulunmaz, tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Ökaryot hücreler arasında insanlar, hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve protistler bulunur.