میتوکندری

میتوکندری

اسلاید 1: میتوکندری

اسلاید 2: میتوکندری یک اندامک مخصوص درسلول های یوکاریوتی است. این اندامک ضخامتی از 5/. الی 10 میکرومتر (μm)دارد. عملکرد اصلی این اندامک ها تولید انرژی سلول در شکل مولکول های ATP (آدنوزین تری فسفات) است. علاوه بر عملکرد اصلی تولید انرژی، فعالیت های دیگری مانند انتقال پیام، تمایز سلولی، مرگ برنامه ریزی شده سلولی، کنترل چرخه و رشد سلولی نیز بر عهده این اندامک است.

اسلاید 3: تاریخچه اولین بررسیهای انجام شده بر روی میتوکندریها ، در سال 1894 بوسیله آلتمن صورت گرفت که آنها را بیوپلاست یا جایگاههای زنده نامید. و نظر داد که بین واکنشهای اکسایش و کاهش سلول و میتوکندری وابستگی وجود دارد. در سال (1897) ابتدا با بررسیهای بیشتر آنها را میتوکندری نامید و در 1900 ، میکائیلیس به کمک معرف رنگی سبز ژانوس میتوکندری را در سلولهای زنده مشاهده کرد. واربورگ در سال 1913 آنزیمهای تنفسی را در این اندامک نشان داد. سرانجام برای اولین بار ، در سال 1934 ، بنسلی و هر ، توانستند آنها را ازسلولهای کبدی جدا کرده و بعد آن بررسیهای بیشتر و عملی‌تر روی آن صورت گرفت.

اسلاید 4: شکل و اندازه میتوکندری و تغییرات آنها شکل شکل میتوکندریها متغیر اما اغلب رشته‌ای یا دانه‌ای می‌باشند. میتوکندریها در برخی مراحل عمل خود می‌توانند به شکلهای دیگری درآیند. مثلا ، یک میتوکندری طویل ممکن است در یک انتهای خود متورم شده و یه صورتی شبیه گرز درآید، یا ممکن است میان تهی شده و شکلی شبیه راکت تنیس به خود بگیرد. گاهی میتوکندریها حفره مانند شده و دارای بخش مرکزی روشنی می‌شود. اما بعد از مدتی ، تمام این تغییرات به حالت اول برمی‌گردد.

اسلاید 5: اندازه ابعاد میتوکندریها نیز متغیر است و در بیشتر سلولها ضخامت آنها µm 0.5 و طول تا µm 7می‌رسد.متناسب با شرایط محیطی و نیز مرحله عمل سلول ، فرق خواهد کرد. در سلولهایی که هم نوع هستند یا دارای عمل مشترک می‌باشند دارای اندازه ثابت می‌باشند. محل میتوکندریها در سلول اغلب در اطراف هسته دیده می‌شوند اما در شرایط مرضی در حواشی سیتوپلاسم ظاهر می‌شوند.

اسلاید 6: در طول میتوز میتوکندریها در مجاورت دوک جمع می‌شوند و وقتی تقسیم پایان می‌یابد، در دو سلول دختر، پراکنش تقریباً یکسانی پیدا می‌کند. پراکنش میتوکندریها را می‌توان بر حسب عمل آنها از نظر تامین انرژی، مطرح کرد که میتوکندریها در داخل سلولها جابجا شده و خود را به جایی که نیاز به ATP بیشتر است می‌رسانند.

اسلاید 7: تعداد میتوکندریها در سلول تشخیص ارزش میتوکندریایی یک سلول دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت می‌باشد. در یک سلول معمولی کبد بیشترین تعداد و در حدود 1000 تا 1600 عدد وجود دارد که در اثر تحلیل رفتن سلول و نیز سرطانی شدن آن کاهش می‌یابد. در مقابل، تعداد میتوکندری در بافت لنفی، خیلی کمتر است. در سلولهای گیاهی، کمتر از جانوری می‌باشد چون بسیاری از اعمال میتوکندریها، به‌وسیله کلروپلاست انجام می‌شود.

اسلاید 8: ساختمان میتوکندری غشای خارجی حدود 75 - 60 آنگستروم ضخامت دارد و از نوع غشاهای زیستی با ساختمان دولایه‌ای می‌باشد. این غشا صاف و فاقد چین خوردگی است و هیچ ریبوزومی به آن نچسبیده، گاهی توسط شبکه آندوپلاسمی احاطه می‌شود اما هیچگاه پیوستگی بین این دو دیده نشده است.اطاق خارجی زیر غشای خارجی ، فضایی در حدود 200- 100 آنگستروم وجود دارد که به آن اطاق خارجی گفته می‌شود. که شامل دو بخش است:

اسلاید 9: فضای بین دو غشا و فضای درون تاجها یا کریستاها یا کرتها. اما در برخی جاها غشای داخلی و خارجی بهم چسبیده و اندازه این فضا تقریبا صفر می‌شود. در این مناطق در مجاورت دو غشا ، تراکمی از ریبوزومهای سیتوپلاسمی دیده می‌شود. به خاطر همین در نظر گرفته شده که این مناطق ، محل عبور پروتئینها مورد نیاز از سیتوسول به میتوکندری می‌باشند.

اسلاید 10:

اسلاید 11: در این اطاق ، ترکیباتی مثل آب، نمکهای کانی و یونها ، پروتئینها ، قندها ، و چربیها،SO2 ، O2 ، ATP و ADP وجود دارند. مقدار آب ، بر اندازه کریستاها و در نتیجه بر ساخت ATP تاثیر گذار است. غشای داخلی ضخامتش مثل غشای خارجی است اما ترکیب شیمیای آن فرق می‌کند. دارای چین‌خوردگیهای فراوانی است که به چینها ، تاج یا کریستا گفته می‌شود. این چینها برخلاف سلولهای گیاهی ، در سلولهای جانوری منظم قرار گرفته‌اند

اسلاید 12: اطاق داخلی فضای درونی میتوکندری که بوسیله غشای داخلی دربرگرفته شده، اطاق داخلی گویند. از ماده زمینه‌ای با بستره دربر گرفته شده است که ترکیب و ویژگیهای کلی آن ، شبیه سیتوزول می‌باشد و دارای آنزیمهای خاص و ریبوزوم خاص خود (70Sشبیه سلولهای پروکاریوتی) می‌باشد. تعداد DNA، بر حسب نوع و سن سلول فرق می‌کند و مثل پروکاریوتها ، دارای سیتوزین و گوانین زیادی است در نتیجه در مقابل گرما مقاوم می‌باشد. با مطالعه فرا ساختمان میتوکندری بخش تاج های غشاء داخلی پوشیده از ذراتی به بزرگی 80 تا 110 آنگستروم به نظر می رسد که آنها را اکسیزوم یا ذرات حیاتی نامند.

اسلاید 13: این ذرات که گاهی آنها را ATPase ویژه و نیز ATP سنتاز ویژه می نامند، وزن مولکولی 470KD هزار دالتون دارند و از مجموع 15 جزء پلی پپتیدی ساخته شده اند . اکسیزوم ها با فواصل منظم حدود 100 آنگستروم بر سطح بستره ای تاج ها قرار گرفته اند. با محاسبات انجام شده تعداد این ذرات در هر میتوکندری 10 تا 100 هراز عدد برآورد شده است. در فراساختار هر اکسیزوم بخش های زیر وجود دارد:

اسلاید 14: 1) سر F1: کروی شامل چندین زنجیره پلی پپتیدی است .رفتار آنزیمی دارد و در شرایط خاصی با عمل فسفوريلاسیون اکسیدایتو تولید ATP را سبب می شود . این بخش F1 نامیده می شود . 2ساقه : بخشی است پروتینی این بخش انرژی حاصل از انتقال در زنجیره تنفسی را به دام می اندازد و در اختیار بخش سر می گذارد تا ATP سازی کند .3پایه (Fo) : دربین فسفولیپیدغشاء داخلی قرار دارد. بصورت کانالی برای یونH+ است.

اسلاید 15: وقتی حاملهای الکترون ، تعداد زیادی H+ به فضای بین دو غشاء پمپ کردند و در نتیجه PH آن خیلی پایین تراز ماتریکس مي شود . یونها H+ تمایل برای بازگشت به ماتریکس دارند . در این مرحله با عبورH+ از بخش FO- انرژی لازم جهت تأمین ATP فراهم می شود.وقتی حاملهای الکترون ، تعداد زیادی H+ به فضای بین دو غشاء پمپ کردند و در نتیجه PH آن خیلی پایین تراز ماتریکس مي شود . یونها H+ تمایل برای بازگشت به ماتریکس دارند . در این مرحله با عبورH+ از بخش FO- انرژی لازم جهت تأمین ATP فراهم می شود.