Mitokondri

**SERDEM** · 03.03.08, 15:06

ŞİŞME OLAYI

Oksidatif fosforilasyon önlendiğinde hacimlerinin 3- 5 katına kadar şişen mitokondriler solunumun normale döndürülmesi ya da ATP katılması durumunda eski hacimlerine dönerler. Tiroksin hormonu, fosfat ve Ca+2 gibi çeşitli etkenlerle oluşan mitokondrideki şişme olayında zar permeabilitesi artar.
Şişme olayı üzerindeki araştırmalar , mitokondri hücre içi sıvısının
gerektiğinde mitokondri içine alınıp gerektiğinde geri verilmesi gibi önemli bir diğer fonksiyonunun olduğunu da göstermiştir. Çift zara sahip mitokondride şişme 2 türlü gerçekleşir.Birinci tür şişmede su, K+ ve Na+ her iki zardan da kolayca mitokondriye geçebildiğinden şişme matrikste olur, matriksin yoğunluğu azalırken hacmi değişir. İkinci tip şişmede ise örneğin sakkaroz dış zardan iç zara kıyasla daha çabuk geçtiğinden matriksi sulandırmadan , dış zarla iç zar arasını ya da kristaların içini genişletecektir. Bu bize canlı hücrelerde mitokondrilerin oksidatif fosforilasyon merkezleri oluşları yanında aktif olarak su ve iyonları ilettiklerini de gösterir. Organelin diğer bir fonksiyonu içinde katyon birikiminin olmasıdır.
Şekil 4. Mitokondride görülen şişme tipleri.

İNCE YAPISI ve KRİSTALAR

Mitokondrilerin ince yapısını elektron mikroskobuyla görmek mümkündür. Işık mikroskobunda incelenmeleri için ozmik asit, potasyum bikromat kullanılır. Fuksin asiti ve demir hematoksilin de genellikle kullanılan boyalardır. Organel, dış taraftan her biri 60-80 Aº kalınlığında ve 60-80 Aº aralıkla birbirine paralel iki zarla çevrilidir. Her iki zar da plazma zarı gibi " birim zar" özelliği gösterir, protein, lipid ,protein katlarından yapılıdır. Bununla birlikte plazma zarı ile mitokondri dış ve iç zarları arasında yapı ve fonksiyon bakımından farklar vardır.

PALADE ve SJÖSTRAND'ın elektron mikroskobu çalışmalarıyla organelin ince yapısı incelenmiştir. İçteki zarın mitokondrinin iç boşluğuna uzanan ve genellikle yassı keseler şeklinde olan kompleks katlanmalarına krista adı verilmiştir. Memeli hayvan hücresinde yaprak benzeri veya tüpe benzeyen kristalar varken,bitkilerde cep şeklinde sacculi denen yapılar vardır.
Şekil 5. Bir mitokondri kristasının görünümü. 1. Mitokondrinin dış zarı. 2. Mitokondrinin iç zarı. 3. Krista. 4. Küremsi başlıklı partiküller. 5. Başlıkları iç zara bağlayan silindirik boyun kısmı.

Şekil 6. Mitokondrilerde dış zar, iç zar, krista ve matriks

İç membran sadece belirli bazı moleküller için geçirgendir. (Mol ağırlığı<0.1 kg/mol). Daha çok transport proteini içerir ve proteince zengindir. (%75 protein, %25 lipid). Dış membran gibi kolesterol içermez. İç membranda ve cristada entegre olarak elektron transportu için enzim kompleksleri bulunur.

Son yapılan araştırmalarda, mantarlarda (BRACKER ve GROVE, 1971, eukaryotik hücrelerde, mitokondrilerin dış zarıyla ER zarlarının bağlantı gösterdiği gözlenmiştir. Bazen mitokondrilere bağlı sistemlerin az miktarda ribozom da içerdiği gözlenmiştirBu sistemlerin özel tipte proteinlerinin ER'den mitokondrilere iletimde rol oynadığı düşünülmüştür.

Şekil 7. Karaciğer, böbrek, sinir hücrelerinde krista yapıları.

Dış zarla iç zar ve aynı zamanda kristalar içinde devam eden dış bölmenin zarlar arasındaki kısmına periferal bölge (zarlararası bölge), kristalar içindeki kısmına intrakristal bölge denir. İkinci bölme mitokondri iç zarının çevrelediği kristaların arasında kalan iç bölmedir. Bu kısma mitokondri matriksi denir.

Matriks genelde homojen görünse de bazen çok ince filamentlerden oluşur ve yoğun granüller içerir. Bu granüllerin Ca² ve Mg² iyonlarını bağlayan yerler olduğu düşünülmektedir. Büyük granüller ribozomlardan 2-3 defa büyük olan yuvarlak yapılardır. Granüllerin bir tipi depo kalsiyum iyonlarıdır. Jele benzer sıvı yapıda olan matrikste tuzlar, su, Krebs çemberi (trikarboksilik asit çemberi)nin, sitrat siklüsünün ve yağ asidi oksidasyonun enzimleri bulunur. İç kısımlarda örneğin piruvat, karboksilleşir veya solunumda dekarboksilleşir; burada mitokondrial sentezlerin çoğu olaylanır. Ayrıca matrikste DNA, RNA ve mitokondri ribozomları olan mitoribozomlar bulunur.

Mitokondri ribozomları total olarak 55 S olmak üzere 35 S ve 25 S alt birimlerinden yapılmışlardır. Fibrillerin 30-40 AO çapında olduğu ve çeşitli tekniklerle bunun halkasal bir DNA ipliği olduğu gösterilmiştir. Bazen büyük protein kristalleri, vitellüs granülleri, glikojen taneleri görülmüş olup bunların da depolanabileceği düşünülmüştür.

Mitokondrinin dış zarı ile iç zarı arasında kalan zarlar arası bölgede adenilat kinaz ve nükleosid difosfokinaz enzimleri bulunmuştur. Bu aralıkla mitokondri iç zarının dış zarla yer yer birleştiği bölgelere temas bölgeleri (kontak bölgeleri) adı verilir.
İlk defa FERNANDEZ-MORAN (1962) tarafından geliştirilen negatif boyama yöntemiyle organelin ince yapısında daha ayrıntılı bir yapının varlığı ortaya çıkarılmıştır.Eğer mitokondriler hipotonik bir ortamda şişmeye bırakılır ve sonra fosfotungstata batırılırsa mitokondri iç zarının matrikse bakan yüzünün 8.5 nm çapında ve birer sapla iç zara bağlı partiküllerle kaplı olduğu matrikse bakan yüzünde 10 nm aralıkla düzenli sıralanırlar. Bu yapılara "F1 partikülü, Elementer partikül veya Racker faktörü" adı verilir. Organelde 104-105 kadar elemanter partikül bulunabilir. Bu partiküllerin baş kısımlarının oksidasyon ve fosforilasyonda rolü olan bir ATPaz olduğu bulunmuştur.

Mitokondri fonksiyonu ile ilgili olarak krista sayısı çok değişik olur. Kalp kası, böbrek tübülleri, çizgili kaslarda ve hayvanların uçma kaslarında, oksidatif fosforilasyon olaylarının arttığı durumlarda çok sık dizilmiş kristalara rastlanır.En fazla krista sayısı böceklerin uçma kaslarında bulunur.

Mitokondriler labil yapılı organellerdir. Farklı etmenlerin etkisinde değişikliğe uğrarlar. Zarar gören hücrelerde parçalanarak küçük taneler haline geçerler. İçlerinde yoğun maddeler birikerek daha şişkin hale gelebilirler. Değişiklikler bir sınırı aşınca mitokondriler dejenerasyona uğrarlar. Bundan sonra meydana gelen değişiklikler artık reversibl değildir. Reversibl olmayan değişiklikler üç şekilde gelişir:

1)Ya küçük tanecikler halinde parçalanarak dispersiyon oluştururlar
2)Veya şişerek geniş vakuoller haline gelirler
3)Ya da mitokondrilerin hiyalin granülleri haline dönüşmesiyle şişmiş, geniş, kitlesel birikintiler meydana getirirler.

Böylelikle çoğunlukla hücre ölür. Normal hücrelerde bir tür lisosom (sitolisosom) oluşumuyla mitokondriler dejenerasyona uğrayarak otolize olurlar. Mitokondrilerin bir başka hali de bir araya gelip birleşerek kondriosfer denen daha büyük cisimleri meydana getirmeleridir. Hacim ve şekil değiştirmeleri, kimyasal maddeler ve osmatik basınç değişiklikleriyle sağlanabilir.

MİTOKONDRİAL MEMBRANLAR

Mitokondriyi oluşturan iç ve dış membranlar yapısal ve fonksiyonel açıdan farklıdır. Membranlarda farklı fiksatiflerin ilerleyişleri farklı olduğundan zar kalınlığının tam olarak ölçülmesi mümkün değildir. Elektron mikroskobuyla yapılan ölçümlerde dış membranın 60A°, iç membranın 60-80 A° kalınlıkta olduğu tespit edilmiştir. Matrikse doğru yaptığı katlanmalardan dolayı yüzey alanı dış membrana göre daha fazladır. İç membranın matrikse doğru yaptığı girintiler olan kristalar organelin bir ucundan diğer ucuna paralel olarak ortasından uzanırken bazı hücrelerde ise ağ örgüsü gibi dallanırlar.

Kristalar, yüksek hayvan hücrelerinde ise istisnai olarak köprülere benzerler. Protozoa ve bazı bitki hücrelerinde tüm matriks alanını kaplayan düzenli tüpler şeklndedir. Aerobik aktivitenin derecesine göre sayılarında artma ya da azalma gözlenir. ATP ihtiyacı fazla olan dokularda mitokondride krista sayısı da fazladır. (Şekil 8-9 da farklı şekillerde kristalar.)

Son yıllarda iç ve dış membranların protein ve lipid organizasyonları ile ilgili olarak geniş çalışmalar yapılmıştır. Kimyasal olarak iki membran birbirlerinden ve diğer intraselüler membranlardan farklılık gösterirler. Protein içeriği iç membranda daha yüksektir. İç membrandaki proteinler membrana gömülüdür. Dış membran içtekine göre üç ya da dört kat daha fazla fosfolipid içermektedir. Çok sayıda kolesterol bulunmaktadır.

Şekil 10. Mitokondri iç ve dış zarlarının üç boyutlu görünümü. (Dr. L. Packer ‘den, copyright © New York Academy of Science, Ann .N. Y. Acad. Sci. 227, 167(1974).)

Membranlar dondurulup kırıldıklarında her iki membranında P ve E olmak üzere iki farklı yüzeyden meydana geldiği görülmektedir. Dış membranın ayrılan P yüzeyinin (PF), dış membranın E yüzeyinden (EF) üç kat daha fazla partikül içermektedir. Bundan farklı olarak iç membranın EF yüzeyi, dış membranın PF yüzeyine yakın miktarda partikül içermektedir. (Şekil 10)

Bununla beraber iç membranın PF yüzeyi EF yüzeyinden iki kat daha fazla partikül içermektedir. Buna şaşırmamak lazımdır. Çünkü, değişik enzimatik aktiviteler iç membranın matrical yüzeyinde meydana gelmektedir. İç membranın protein lipid düzenlenmesi (Şekil 11)’de görülmektedir.

Şekil 11. Sjöstrand ve Barajas’ın mitokondrial zar yapı modeli. Bu modelde enzimler ve membranın diğer proteinleri küresel şekilde, yağ tabakasındaki yağ molekülleri de T şeklinde görülmektedir. Membrandaki protein lipid düzenlenmesi incelenmiştir.(Dr. F. Sjöstrand’ dan, copyright © Academic Press. J. Ultr. Research 32, 298 (1970).)

Şekil 12. Mitokondrinin iç zarının elektronmikrografı. ( Dr. B. Chance’den)

İç membranın matrikse bakan kısmında membrana bağlı bulunan, çapları 8.0-9.0 nm arasında olan F1 partikülleri (Şekil 12)de görülmektedir.
Şekil 13. Kristaların enine kesiti . (Dr. F. Sjöstrand’dan, J. Ultr. Research 69, 378 (1979).)

F1 partikülleri, membran boyunca belirli aralıklarla düzenli biçimde dizilmişlerdir. Oksidatif fosforilasyonda rol oynadıklarına inanılmaktadır. Her bir krista içinden dışarıya doğru çıkıntı yapmış iki iç mitokondrial membran yaprağında şekillenmişlerdir. İnce yapılarının F. SJÖSTRAND tarafından dondurma kırma tekniğinin kullanılmasıyla incelenmiş ve iki yaprak arasında çok dar bir alanın bulunduğu ya da hiç boşluğun bulunmadığı görülmüştür. (Şekil 13).

Bunların ayrı ayrı yapıları incelendiğinde matrikse bakan yüzeylerinde yaklaşık 15 nm çapında büyük globüler proteinleri ve küçük lipid moleküllerini içerdikleri görülmektedir.

SJÖSTRAND içeriden çıkıntı yapan krista membran yapraklarının iç membrana bir ya da daha fazla sayıda sap benzeri yapılarla bağlandığını açıklamıştır.
Şekil 14. Mitokondri iç yapısının üç boyutlu görünümü

İç ve dış membranın kimyasal ve yapısal farklılıklarına ilave olarak geçirgenlikleri de farklıdır. Dış membranın geçirgenliği çeşitli maddelere karşı oldukça geniştir. Molekül ağırlığı 5000 olan maddeler dış membrandan geçebilir. İntermembranel alana ulaştıklarında bu maddeler suda çözünürlüklerine ve molekül ağırlıklarına göre izole edilirler. Dış membrana ters olarak iç membranın seçiciliği daha fazladır ve moleküler ağırlığı 100-150 arasında olan maddeler iç membrandan geçebilirler. Membranların arasındaki geçirgenlik farkına bağlı olarak iki membranın birbirinden ayrılması sağlanır. Mitokondri membranlarının izolasyonunda kullanılan temel metod; hücrenin parçalanmasıyla yoğunluk farkından yararlanılarak farklı santrifügasyonlarla izole edilmesidir. Daha sonra organelin hipotonik solusyonlarla şişmesi sağlanır. Bu amaçla genelde sulandırılmış fosfat tamponları kullanılır. Mitokondrinin şişmesiyle dış membran kırılır ve parçalara ayrılır, iç membran şişmeye devam eder, kristaların yapılarında bozulmalar meydana gelirken iç membran kırılmaz. Daha sonra mitokondri hipertonik bir solusyon içine transfer edilir. Hipertonik sıvıyla matriks küçülür, iç membran, dış membrandan tamamen tamamen ayrılır. Solusyonda sukroz, Mg+2 ve ATP bulunmaktadır. İç ve dış membranın birkaç noktadan birbirlerine bağlı oldukları bilinmektedir. EDTA gibi ajanlar kullanılarak membranların ayrılması sağlanır. (Şekil 15) de izolasyon ve santrifugasyon sonucunda elde edilmiş membranlara ait fragmentler görülmektedir.
(a) (b)
(c)
Şekil 15. Sıçan karaciğer dokusundan izole edilmiş mitokondriler.
Taze izole edilmiş tüm mitokondri
Digitonin muamelesinden sonra ayrılan matriks ve iç zar.
Digitonin muamelesinden sonra ayrılan dış zar.
(Dr. C. A. Schnaitman’dan, copyright © The Rockefeller Presss, J. Cell. Biol. 38. 170 (1968).)

03.03.08, 15:06	#2 (permalink)
Kullanıcı Profili SERDEM S.Moderators Kullanıcı Bilgileri Üyelik tarihi: Mar 2008 Mesajlar: 7.687 Konular: 6910 Puan Grafiği Rep Puanı:11076 Rep Gücü:20 RD: Teşekkür Ettiği Teşekkür: 47 464 Mesajına 935 Kere Teşekkür Edlidi :	ŞİŞME OLAYI Oksidatif fosforilasyon önlendiğinde hacimlerinin 3- 5 katına kadar şişen mitokondriler solunumun normale döndürülmesi ya da ATP katılması durumunda eski hacimlerine dönerler. Tiroksin hormonu, fosfat ve Ca+2 gibi çeşitli etkenlerle oluşan mitokondrideki şişme olayında zar permeabilitesi artar. Şişme olayı üzerindeki araştırmalar , mitokondri hücre içi sıvısının gerektiğinde mitokondri içine alınıp gerektiğinde geri verilmesi gibi önemli bir diğer fonksiyonunun olduğunu da göstermiştir. Çift zara sahip mitokondride şişme 2 türlü gerçekleşir.Birinci tür şişmede su, K+ ve Na+ her iki zardan da kolayca mitokondriye geçebildiğinden şişme matrikste olur, matriksin yoğunluğu azalırken hacmi değişir. İkinci tip şişmede ise örneğin sakkaroz dış zardan iç zara kıyasla daha çabuk geçtiğinden matriksi sulandırmadan , dış zarla iç zar arasını ya da kristaların içini genişletecektir. Bu bize canlı hücrelerde mitokondrilerin oksidatif fosforilasyon merkezleri oluşları yanında aktif olarak su ve iyonları ilettiklerini de gösterir. Organelin diğer bir fonksiyonu içinde katyon birikiminin olmasıdır. Şekil 4. Mitokondride görülen şişme tipleri. İNCE YAPISI ve KRİSTALAR Mitokondrilerin ince yapısını elektron mikroskobuyla görmek mümkündür. Işık mikroskobunda incelenmeleri için ozmik asit, potasyum bikromat kullanılır. Fuksin asiti ve demir hematoksilin de genellikle kullanılan boyalardır. Organel, dış taraftan her biri 60-80 Aº kalınlığında ve 60-80 Aº aralıkla birbirine paralel iki zarla çevrilidir. Her iki zar da plazma zarı gibi " birim zar" özelliği gösterir, protein, lipid ,protein katlarından yapılıdır. Bununla birlikte plazma zarı ile mitokondri dış ve iç zarları arasında yapı ve fonksiyon bakımından farklar vardır. PALADE ve SJÖSTRAND'ın elektron mikroskobu çalışmalarıyla organelin ince yapısı incelenmiştir. İçteki zarın mitokondrinin iç boşluğuna uzanan ve genellikle yassı keseler şeklinde olan kompleks katlanmalarına krista adı verilmiştir. Memeli hayvan hücresinde yaprak benzeri veya tüpe benzeyen kristalar varken,bitkilerde cep şeklinde sacculi denen yapılar vardır. Şekil 5. Bir mitokondri kristasının görünümü. 1. Mitokondrinin dış zarı. 2. Mitokondrinin iç zarı. 3. Krista. 4. Küremsi başlıklı partiküller. 5. Başlıkları iç zara bağlayan silindirik boyun kısmı. Şekil 6. Mitokondrilerde dış zar, iç zar, krista ve matriks İç membran sadece belirli bazı moleküller için geçirgendir. (Mol ağırlığı<0.1 kg/mol). Daha çok transport proteini içerir ve proteince zengindir. (%75 protein, %25 lipid). Dış membran gibi kolesterol içermez. İç membranda ve cristada entegre olarak elektron transportu için enzim kompleksleri bulunur. Son yapılan araştırmalarda, mantarlarda (BRACKER ve GROVE, 1971, eukaryotik hücrelerde, mitokondrilerin dış zarıyla ER zarlarının bağlantı gösterdiği gözlenmiştir. Bazen mitokondrilere bağlı sistemlerin az miktarda ribozom da içerdiği gözlenmiştirBu sistemlerin özel tipte proteinlerinin ER'den mitokondrilere iletimde rol oynadığı düşünülmüştür. Şekil 7. Karaciğer, böbrek, sinir hücrelerinde krista yapıları. Dış zarla iç zar ve aynı zamanda kristalar içinde devam eden dış bölmenin zarlar arasındaki kısmına periferal bölge (zarlararası bölge), kristalar içindeki kısmına intrakristal bölge denir. İkinci bölme mitokondri iç zarının çevrelediği kristaların arasında kalan iç bölmedir. Bu kısma mitokondri matriksi denir. Matriks genelde homojen görünse de bazen çok ince filamentlerden oluşur ve yoğun granüller içerir. Bu granüllerin Ca² ve Mg² iyonlarını bağlayan yerler olduğu düşünülmektedir. Büyük granüller ribozomlardan 2-3 defa büyük olan yuvarlak yapılardır. Granüllerin bir tipi depo kalsiyum iyonlarıdır. Jele benzer sıvı yapıda olan matrikste tuzlar, su, Krebs çemberi (trikarboksilik asit çemberi)nin, sitrat siklüsünün ve yağ asidi oksidasyonun enzimleri bulunur. İç kısımlarda örneğin piruvat, karboksilleşir veya solunumda dekarboksilleşir; burada mitokondrial sentezlerin çoğu olaylanır. Ayrıca matrikste DNA, RNA ve mitokondri ribozomları olan mitoribozomlar bulunur. Mitokondri ribozomları total olarak 55 S olmak üzere 35 S ve 25 S alt birimlerinden yapılmışlardır. Fibrillerin 30-40 AO çapında olduğu ve çeşitli tekniklerle bunun halkasal bir DNA ipliği olduğu gösterilmiştir. Bazen büyük protein kristalleri, vitellüs granülleri, glikojen taneleri görülmüş olup bunların da depolanabileceği düşünülmüştür. Mitokondrinin dış zarı ile iç zarı arasında kalan zarlar arası bölgede adenilat kinaz ve nükleosid difosfokinaz enzimleri bulunmuştur. Bu aralıkla mitokondri iç zarının dış zarla yer yer birleştiği bölgelere temas bölgeleri (kontak bölgeleri) adı verilir. İlk defa FERNANDEZ-MORAN (1962) tarafından geliştirilen negatif boyama yöntemiyle organelin ince yapısında daha ayrıntılı bir yapının varlığı ortaya çıkarılmıştır.Eğer mitokondriler hipotonik bir ortamda şişmeye bırakılır ve sonra fosfotungstata batırılırsa mitokondri iç zarının matrikse bakan yüzünün 8.5 nm çapında ve birer sapla iç zara bağlı partiküllerle kaplı olduğu matrikse bakan yüzünde 10 nm aralıkla düzenli sıralanırlar. Bu yapılara "F1 partikülü, Elementer partikül veya Racker faktörü" adı verilir. Organelde 104-105 kadar elemanter partikül bulunabilir. Bu partiküllerin baş kısımlarının oksidasyon ve fosforilasyonda rolü olan bir ATPaz olduğu bulunmuştur. Mitokondri fonksiyonu ile ilgili olarak krista sayısı çok değişik olur. Kalp kası, böbrek tübülleri, çizgili kaslarda ve hayvanların uçma kaslarında, oksidatif fosforilasyon olaylarının arttığı durumlarda çok sık dizilmiş kristalara rastlanır.En fazla krista sayısı böceklerin uçma kaslarında bulunur. Mitokondriler labil yapılı organellerdir. Farklı etmenlerin etkisinde değişikliğe uğrarlar. Zarar gören hücrelerde parçalanarak küçük taneler haline geçerler. İçlerinde yoğun maddeler birikerek daha şişkin hale gelebilirler. Değişiklikler bir sınırı aşınca mitokondriler dejenerasyona uğrarlar. Bundan sonra meydana gelen değişiklikler artık reversibl değildir. Reversibl olmayan değişiklikler üç şekilde gelişir: 1)Ya küçük tanecikler halinde parçalanarak dispersiyon oluştururlar 2)Veya şişerek geniş vakuoller haline gelirler 3)Ya da mitokondrilerin hiyalin granülleri haline dönüşmesiyle şişmiş, geniş, kitlesel birikintiler meydana getirirler. Böylelikle çoğunlukla hücre ölür. Normal hücrelerde bir tür lisosom (sitolisosom) oluşumuyla mitokondriler dejenerasyona uğrayarak otolize olurlar. Mitokondrilerin bir başka hali de bir araya gelip birleşerek kondriosfer denen daha büyük cisimleri meydana getirmeleridir. Hacim ve şekil değiştirmeleri, kimyasal maddeler ve osmatik basınç değişiklikleriyle sağlanabilir. MİTOKONDRİAL MEMBRANLAR Mitokondriyi oluşturan iç ve dış membranlar yapısal ve fonksiyonel açıdan farklıdır. Membranlarda farklı fiksatiflerin ilerleyişleri farklı olduğundan zar kalınlığının tam olarak ölçülmesi mümkün değildir. Elektron mikroskobuyla yapılan ölçümlerde dış membranın 60A°, iç membranın 60-80 A° kalınlıkta olduğu tespit edilmiştir. Matrikse doğru yaptığı katlanmalardan dolayı yüzey alanı dış membrana göre daha fazladır. İç membranın matrikse doğru yaptığı girintiler olan kristalar organelin bir ucundan diğer ucuna paralel olarak ortasından uzanırken bazı hücrelerde ise ağ örgüsü gibi dallanırlar. Kristalar, yüksek hayvan hücrelerinde ise istisnai olarak köprülere benzerler. Protozoa ve bazı bitki hücrelerinde tüm matriks alanını kaplayan düzenli tüpler şeklndedir. Aerobik aktivitenin derecesine göre sayılarında artma ya da azalma gözlenir. ATP ihtiyacı fazla olan dokularda mitokondride krista sayısı da fazladır. (Şekil 8-9 da farklı şekillerde kristalar.) Son yıllarda iç ve dış membranların protein ve lipid organizasyonları ile ilgili olarak geniş çalışmalar yapılmıştır. Kimyasal olarak iki membran birbirlerinden ve diğer intraselüler membranlardan farklılık gösterirler. Protein içeriği iç membranda daha yüksektir. İç membrandaki proteinler membrana gömülüdür. Dış membran içtekine göre üç ya da dört kat daha fazla fosfolipid içermektedir. Çok sayıda kolesterol bulunmaktadır. Şekil 10. Mitokondri iç ve dış zarlarının üç boyutlu görünümü. (Dr. L. Packer ‘den, copyright © New York Academy of Science, Ann .N. Y. Acad. Sci. 227, 167(1974).) Membranlar dondurulup kırıldıklarında her iki membranında P ve E olmak üzere iki farklı yüzeyden meydana geldiği görülmektedir. Dış membranın ayrılan P yüzeyinin (PF), dış membranın E yüzeyinden (EF) üç kat daha fazla partikül içermektedir. Bundan farklı olarak iç membranın EF yüzeyi, dış membranın PF yüzeyine yakın miktarda partikül içermektedir. (Şekil 10) Bununla beraber iç membranın PF yüzeyi EF yüzeyinden iki kat daha fazla partikül içermektedir. Buna şaşırmamak lazımdır. Çünkü, değişik enzimatik aktiviteler iç membranın matrical yüzeyinde meydana gelmektedir. İç membranın protein lipid düzenlenmesi (Şekil 11)’de görülmektedir. Şekil 11. Sjöstrand ve Barajas’ın mitokondrial zar yapı modeli. Bu modelde enzimler ve membranın diğer proteinleri küresel şekilde, yağ tabakasındaki yağ molekülleri de T şeklinde görülmektedir. Membrandaki protein lipid düzenlenmesi incelenmiştir.(Dr. F. Sjöstrand’ dan, copyright © Academic Press. J. Ultr. Research 32, 298 (1970).) Şekil 12. Mitokondrinin iç zarının elektronmikrografı. ( Dr. B. Chance’den) İç membranın matrikse bakan kısmında membrana bağlı bulunan, çapları 8.0-9.0 nm arasında olan F1 partikülleri (Şekil 12)de görülmektedir. Şekil 13. Kristaların enine kesiti . (Dr. F. Sjöstrand’dan, J. Ultr. Research 69, 378 (1979).) F1 partikülleri, membran boyunca belirli aralıklarla düzenli biçimde dizilmişlerdir. Oksidatif fosforilasyonda rol oynadıklarına inanılmaktadır. Her bir krista içinden dışarıya doğru çıkıntı yapmış iki iç mitokondrial membran yaprağında şekillenmişlerdir. İnce yapılarının F. SJÖSTRAND tarafından dondurma kırma tekniğinin kullanılmasıyla incelenmiş ve iki yaprak arasında çok dar bir alanın bulunduğu ya da hiç boşluğun bulunmadığı görülmüştür. (Şekil 13). Bunların ayrı ayrı yapıları incelendiğinde matrikse bakan yüzeylerinde yaklaşık 15 nm çapında büyük globüler proteinleri ve küçük lipid moleküllerini içerdikleri görülmektedir. SJÖSTRAND içeriden çıkıntı yapan krista membran yapraklarının iç membrana bir ya da daha fazla sayıda sap benzeri yapılarla bağlandığını açıklamıştır. Şekil 14. Mitokondri iç yapısının üç boyutlu görünümü İç ve dış membranın kimyasal ve yapısal farklılıklarına ilave olarak geçirgenlikleri de farklıdır. Dış membranın geçirgenliği çeşitli maddelere karşı oldukça geniştir. Molekül ağırlığı 5000 olan maddeler dış membrandan geçebilir. İntermembranel alana ulaştıklarında bu maddeler suda çözünürlüklerine ve molekül ağırlıklarına göre izole edilirler. Dış membrana ters olarak iç membranın seçiciliği daha fazladır ve moleküler ağırlığı 100-150 arasında olan maddeler iç membrandan geçebilirler. Membranların arasındaki geçirgenlik farkına bağlı olarak iki membranın birbirinden ayrılması sağlanır. Mitokondri membranlarının izolasyonunda kullanılan temel metod; hücrenin parçalanmasıyla yoğunluk farkından yararlanılarak farklı santrifügasyonlarla izole edilmesidir. Daha sonra organelin hipotonik solusyonlarla şişmesi sağlanır. Bu amaçla genelde sulandırılmış fosfat tamponları kullanılır. Mitokondrinin şişmesiyle dış membran kırılır ve parçalara ayrılır, iç membran şişmeye devam eder, kristaların yapılarında bozulmalar meydana gelirken iç membran kırılmaz. Daha sonra mitokondri hipertonik bir solusyon içine transfer edilir. Hipertonik sıvıyla matriks küçülür, iç membran, dış membrandan tamamen tamamen ayrılır. Solusyonda sukroz, Mg+2 ve ATP bulunmaktadır. İç ve dış membranın birkaç noktadan birbirlerine bağlı oldukları bilinmektedir. EDTA gibi ajanlar kullanılarak membranların ayrılması sağlanır. (Şekil 15) de izolasyon ve santrifugasyon sonucunda elde edilmiş membranlara ait fragmentler görülmektedir. (a) (b) (c) Şekil 15. Sıçan karaciğer dokusundan izole edilmiş mitokondriler. Taze izole edilmiş tüm mitokondri Digitonin muamelesinden sonra ayrılan matriks ve iç zar. Digitonin muamelesinden sonra ayrılan dış zar. (Dr. C. A. Schnaitman’dan, copyright © The Rockefeller Presss, J. Cell. Biol. 38. 170 (1968).) --------------Tualimforum İmzam-------------- Aksini Belirtmediğim Takdirde Yazdığım Konular ALINTIDIR Liseler - Anadolu Liseleri - Fen Liseleri Anaokulu - İlköğretim Sınav Soruları ve Ders Notları