خصائص الميتوكوندريا

يتكون جسم الإنسان من تريليونات من الوحدات الحية الدقيقة التي تسمى الخلايا. كل خلية غير مرئية للعين المجردة ، ومع ذلك فهي جميعًا قادرة على أداء مئات الوظائف الفردية - كل ما هو ضروري للجسم للبقاء والنمو. من بين الأدوار الأخرى ، تساعد الهياكل الصغيرة التي تسمى الميتوكوندريا في تحويل الطاقة المخزنة في الكربوهيدرات إلى شكل يمكن أن تستخدمه الخلايا لإنجاز تلك الوظائف العديدة.

الميتوكوندريا هي أعضاء في مجموعة من الهياكل داخل خلية تسمى العضيات ، والتي يتم فصلها عن بقية الخلية بواسطة أغشية فسفوليبيدية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميتوكوندريا هي العضيات الوحيدة ذات الغشاء المزدوج. يلعب الغشاء الداخلي المطوي دورًا رئيسيًا في إنتاج الطاقة. تسمى المسافة بين الغشاءين بالفضاء بين الغشاء ، بينما تسمى المنطقة الموجودة داخل الغشاء الداخلي بالمصفوفة.

هناك ميزتان فريدتان أخريان للميتوكوندريا هما جينوم دائري ، منفصل تمامًا عن الحمض النووي الخطي الموجود في النواة ، والقدرة على الانقسام بشكل مستقل عن الخلية المحيطة. في حين أن الكروموسومات النووية موروثة بالتساوي من كلا الوالدين ، فإن الحمض النووي للميتوكوندريا لا يورث إلا من الأم. عندما تحتاج الخلية إلى مزيد من الطاقة ، يمكنها ببساطة إرسال إشارة انقسام الميتوكوندريا الخاصة بها. بمعنى آخر ، تتوقع أن تجد المزيد من هذه العضيات في الأنسجة كثيفة الطاقة ، مثل القلب والعضلات الأخرى ، وأقل في خلايا الجلد أو الخلايا العصبية.

تستضيف الميتوكوندريا العديد من المسارات الأنزيمية - مثل الخطوات القليلة الأولى من دورة اليوريا - ولكن الأهم إلى حد بعيد هو حمض الستريك أو دورة كريبس. يمكن العثور على الإنزيمات في هذا المسار في مصفوفة الميتوكوندريا ، وتعمل بالتسلسل لتحويل البيروفات من السيتوبلازم إلى جزيئات ثاني أكسيد الكربون. تنتقل الإلكترونات عالية الطاقة من سلسلة الكربون إلى سلسلة نقل الإلكترون ، وهي مجموعة من المجمعات البروتينية المدمجة في الغشاء الداخلي. تستخدم هذه المجمعات الإلكترونات لدفع ذرات الهيدروجين إلى الفضاء بين الغشاء. عندما تنتشر الذرات مرة أخرى في المصفوفة ، يتم إنتاج الطاقة الخلوية في شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP.

الفضاء بين الغشاء هو موطن لمركب مهم يسمى السيتوكروم ج. عندما تتلف المكونات الخلوية ، أو عندما تتلقى الخلية إشارات بيئية معينة ، تطلق الميتوكوندريا السيتوكروم ج في السيتوبلازم. يبدأ هذا الحدث سيلًا من النشاط الأنزيمي الذي يؤدي في النهاية إلى تفكيك منظم ومبرمج للخلية بأكملها. هذا المسار يسمى موت الخلايا المبرمج ، وهو ليس بالأمر السيئ للكائن الحي بشكل عام. إنه يوفر للكائن الحي طريقة ملائمة لإزالة الخلايا والأنسجة التي لم تعد هناك حاجة إليها أو التي أصبحت قديمة جدًا وتحتاج إلى إعادة تدويرها.