מיטוכונדריון
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
מיטוכונדריון (Mitochondrion; ברבים: מיטוכונדריה) הוא אחד מאברוני התא האאוקריוטי.
פירוש השם ביוונית: "גרגר דמוי סיב".
למיטוכונדריה, המופרדות מהציטופלזמה על ידי ממברנה המזכירה את קרום התא, שני תפקידים:
- יצור אנרגיה. במיטוכונדריה, המכונות בהקשר זה בכתבי מדע פופולרי תחנות הכוח של התא, מתרחשים שני תהליכים ביוכימיים חשובים: מעגל קרבס וזרחון חמצוני. שני תהליכים אלו, יחד עם תהליך הגליקוליזה, מהווים את תהליך הנשימה התאית, באמצעותו מפיקים אנרגיה כל הייצורים האירוביים (אווירניים).
- חומר תורשתי. רובו ככולו של החומר התורשתי בתא, המורכב מחומצת הגרעין DNA, נמצא בכרומוזומים שבגרעין התא. מיעוט החומר התורשתי מצוי במיטוכונדריה.
.
[עריכה] חומר תורשתי
ה-DNA המיטוכונדריאלי שונה במספר מובנים מה-DNA שבגרעין:
- ה-DNA בגרעין הינו קווי - יש לו שני קצוות. ה-DNA במיטוכונדריה הינו מעגלי, בדומה לזה שבחיידקים.
- ב-DNA שבגרעין יש עותק אחד מכל גן. בכל מיטוכונדריון קיימים בדרך-כלל כמה עותקים של הכרומוזום המעגלי, כך שלכל גן השוכן בכרומוזום זה יש כמה עותקים. יתרה מזאת, בכל תא קיימים מיטוכונדריה רבים - לעתים אלפים - כך שלכל גן מיטוכונדריאלי יכולים להיות עשרות אלפי עותקים בתא.
- ה-DNA שבגרעין מכיל שני סטים של כרומוזומים; האחד מקורו באב והשני - באם. DNA מיטוכונדריאלי מגיע מהאם בלבד. כשתא הזרע מפרה ביצית הוא כמעט ולא תורם מיטוכונדריה לתא החדש שנוצר (הזיגוטה). מקורן של המיטוכונדריה בייצור החדש הוא לפיכך הביצית של האם. במקרה וכמה מיטוכונדריה מתא הזרע מצליחים בכל זאת לחדור לזיגוטה, הם מושמדים זמן קצר לאחר מכן.
- DNA מיטוכונדריאלי אינו מבצע שחלופים, כפי שמתרחש ב-DNA שבגרעין.
- במיטוכונדריה לא קיימים אנזימים המתקנים שגיאות ב-DNA, כפי שקיימים בגרעין התא. לאנזימי התיקון בגרעין חשיבות רבה, והם הגורם לכך שמוטציה בחומר התורשתי הינה ארוע נדיר יחסית (שכן שגיאות ב-DNA מתרחשות בשכיחות גבוהה מאוד). הדבר גורם לכך שמוטציות ב-DNA המיטוכונדריאלי שכיחות יותר.
- במיטוכונדריה מתרחש תהליך הזרחון החמצוני, אשר במהלכו נוצרים תוצרי לוואי הנוטים לתקוף מולקולות בתא ולשנותן (ראו הרחבה בערך אנארובי). ה-DNA המיטוכונדריאלי קרוב מאוד למקום בו מיוצרים תוצרי לוואי אלו, כך שהוא חשוף יותר לפגיעתם מאשר ה-DNA שבגרעין. זוהי סיבה נוספת לשיעור המוטציות הגבוה ב-DNA המיטוכונדריאלי.
- ה-DNA שבגרעין, בניגוד ל-DNA שבמיטוכונדריה, כרוך סביב חלבונים הקרויים היסטונים, דבר המאפשר אריזה צפופה מאוד של ה-DNA.
- ה-DNA שבגרעין מורכב ברובו מאינטרונים - קטעי DNA שאינם מקודדים לייצור חלבונים, ושתפקידם אינו ידוע. ב-DNA מיטוכונדריאלי לא קיימים אינטרונים.
ה-DNA המיטוכונדריאלי מכיל 37 גנים. 13 מהם מקודדים לחלבונים המשתתפים בתהליכי הנשימה התאית המתרחשים במיטוכונדריה. 24 הגנים האחרים מקודדים לייצור RNA, ובכך תורמים לבניית הריבוזומים ולתהליך התרגום בתא, שבמהלכו מיוצרים חלבונים בריבוזומים בהתאם לתבנית RNA.
קיימות מספר מחלות תורשתיות הנובעות מפגם ב-DNA המיטוכונדריאלי. התופעה התגלתה לראשונה בשנת 1962, ובינתיים התברר כי מחלות תורשתיות מיטוכונדריאליות הינן שכיחות למדי. המחלות משפיעות בראש ובראשונה על תאים המכילים מיטוכונדריה רבים, כגון תאי שריר. התוצאה היא תסמינים של עייפות וחולשה, ובהמשך - ניוון שרירים.
[עריכה] האם המיטוכונדריה היו פעם עצמאיות?
למיטוכונדריה יש DNA משל עצמן, ומניחים שהן היו בעבר הרחוק חיידקים שפלשו לתא איקריוטי ולמדו לחיות בסימביוזה עמו; הנחה זו נקראת תאוריית האנדוסימביוזה. מדענים מניחים כי ה-DNA של המיטוכונדריה הכיל בעבר את כל הגנים הדרושים לפעילותה העצמאית; כיום אין זה כך וחלק מהחלבונים הדרושים לפעילותה התקינה מיוצרים מהגנים הנמצאים ב-DNA שבגרעין התא. לפרטים ראה גנום מיטוכונדריאלי.
[עריכה] לקריאה נוספת
- רוח בדלת מאת מדלין ל'אנגל: ספר מדע בדיוני הדן בקשר שבין האדם למיטוכונדריה החיות בו.
- שבע בנות חווה מאת בריאן סייקס: ספר שמתאר מחקר שמתבסס על מוטציות במיטוכונדריה שבעזרתן ניתן ללמוד על תפוצה של בני האדם על כדור הארץ.
- ביולוגיה של התא: מיטוכונדריה
| מטבוליזם |
| נשימה תאית |
| גליקוליזה - מעגל קרבס - זרחון חמצוני |
| מסלולים מטבוליים נוספים |
| גלוקונאוגנזה - מסלול הפנטוז פוספט - תסיסה - פוטוסינתזה - ניטריפיקציה מעגל קורי - מעגל קלווין - מעגל הגליוקסילט |
| תרכובות עיקריות |
| ATP - גלוקוז - פירובט - NAD - כלורופיל |
| מגוון מטבולי |
| אארובי - אנארובי - הטרוטרוף - אוטוטרוף |
| קרום התא · גרעין התא · גרעינון · רשתית תוך-פלזמית · גולג'י · כלורופלסט · מיטוכונדריון · ליזוזום · חלולית · פראוקסיזום · בועית מתכווצת · דופן התא · ספלייסוזום · ציטופלזמה · שלד התא |  |
