ما هي وظيفة الميتوكوندريا
وظيفة الميتوكوندريا
الميتوكوندريا هي أحد المكونات الأساسية الموجودة في الكائنات الحية، حيث تعتبر جزءا أساسيا من الخلية. تؤدي الميتوكوندريا عدة وظائف أساسية تساعد على صحة ونشاط الجسم وتوفير الطاقة اللازمة. إنها عامل حيوي وأساسي للخلية، والخلية عامل أساسي للجسم، وبالتالي فإنها ضرورية بشكل كبير للجسم.
- تقوم الميتوكوندريا بتحطيم وتجزيء العديد من العناصر الغذائية المختلفة، وبعد ذلك تنتج العديد من الجزيئات المشبعة بالطاقة وتطلق على هذه الطاقة اسم ATP، وتوفر الميتوكوندريا هذه الجزيئات للخلية، ثم تقوم الخلية بتوفير هذه الطاقة للجسم، وبالتالي يحصل الجسم على الطاقة التي يحتاجها، ويقال أن هذه الطاقة تساعد الخلايا المختلفة في عملية التنفس.
- وظيفة الميتوكوندريا ليست مقتصرة على إنتاج الطاقة للخلية فحسب، بل تقوم أيضا بعملية التنفس الخلوي التي تؤدي إلى إنتاج الطاقة، وتسهم أيضا في توازن نسبة الكالسيوم في الجسم وتساعد أيضا في نمو الخلايا.
- بالإضافة إلى ذلك، لها دور هام في عملية الأيض الغذائي، وتمتلك أيضا دورا في التوصيل العصبي والتنظيم التأكسدي وتصنيع الجزيئات الحيوية.
- لذلك، يعتبر الميتوكوندريا واحدة من أهم الأشياء في الجسم، نظرا لدورها الرئيسي في العديد من الوظائف المختلفة.
كيف تقوم الميتوكوندريا بوظيفتها
تقدم الميتوكوندريا الطاقة الضرورية للخلايا في الجسم من خلال التفاعلات الحيوية الكيميائية التي تحدث داخلها، وتسمى هذه التفاعلات عملية التنفس الخلوي، وتعرف التنفس الخلوي على أنها عملية مهمة تمكن الخلية من الحصول على الطاقة من الغذاء المختلف بواسطة الميتوكوندريا.
على الرغم من أن هذه العملية معقدة، إلا أنها تتكون من ثلاثة أجزاء أو مراحل، وهي: تحليل السكر، ودورة الكربوكسيل، وعملية الفسفرة المؤكسدة، ومن ثم يتم إنتاج طاقة مختلفة في شكل جزيئات وكميات.
تعريف الميتوكوندريا
الميتوكوندريا، أو كما تعرف بالإنجليزية Mitochondria، هي أعضاء صغيرة الحجم توجد في مختلف كائنات الحياة، وتعتبر من أهم الأجزاء في الجسم، حيث تعمل كمصدر للطاقة في الخلية.
- تسمى الميتوكوندريا بقوة الخلية أو الجزء المسؤول عن إنتاج طاقة الخلية، ويقال أن كلمة ميتوكوندريا مشتقة من الكلمات اليونانية، وتنقسم إلى جزئين “ميتوس” و “كوندريون
- الميتوكوندريا موجودة على شكل عضية تحتوي على غشاء مزدوج، وتعتبر هذه العضية الجهاز الهضمي الأساسي في الخلية.
- يمكن العثور على الميتوكوندريا داخل السيتوبلازم، وقد تكون متوفرة بكميات كبيرة جدا في بعض الخلايا، وقد تكون موجودة بكميات محدودة في بعض الخلايا الأخرى.
- الميتوكوندريا ضرورية جدا للجسم، حيث توفر الطاقة اللازمة للخلايا، وبدونها لا تستطيع الخلايا أداء وظائفها الطبيعية والتنفس، وبالتالي لا يمكنها البقاء على قيد الحياة.
- ومن المعلومات الطبية الهامة المتعلقة بالميتوكوندريا أنها قادرة على الانتقال إلى الجنين أثناء فترة الحمل عبر الأم.
شكل وتركيب الميتوكوندريا
الميتوكوندريا لديها شكل مميز عن بقية الأجزاء الموجودة في الجسم، حيث أنها صغيرة الحجم وغير مرئية بالعين المجردة، ولكن يمكن رؤيتها تحت المجهر بشكل واضح، وعادة ما تكون لها شكل بيضاوي، وفي بعض الأحيان يمكن أن تبدو مستطيلة.
- تحيط الميتوكوندريا بغشاء مزدوج واضح، وكل طبقة من هذا الغشاء طبقتان، وتتكون من بروتينات مدمجة مع الفسفوليبيد.
- وتتميز العضية بغشاء خارجي أملس وناعم، والغشاء الداخلي يحتوي على العديد من الطيات Crista، وتكمن أهمية هذه الطيات في تحسين عملية التنفس الخلوي من خلال زيادة مساحة السطح المستخدم في التنفس.
- الغشاء الداخلي للميتوكوندريا يحمل سلسلة من الجزيئات الحاملة للإلكترون والمجمعات البروتينية، وهذه السلسلة تشكل سلسلة نقل الإلكترون التي تعد المرحلة الثالثة في عملية التنفس الخلوي.
- في هذه المرحلة يتكون أكبر كمية من جزيئات الـ ATP، وهي الأدينوسين ثلاثي الفوسفات، وتعتبر هذه الجزيئات مصدر الطاقة الرئيسي في الجسم، ولها أيضا دور في العديد من الوظائف الهامة مثل انقسام الخلايا وتقلص العضلات على سبيل المثال.
اكتشاف الميتوكوندريا
في سنة ١٨٩٨، تم اكتشاف الميتوكوندريا من قبل العالم المدعو كارل بيندا أثناء دراسته لهيكل الخلية الداخلية، وفي هذه السنة تم تسميتها الميتوكوندريا بهذا الاسم، وفي سنة ١٩٠٤، تم الحصول على أول معلومات عن الميتوكوندريا من قبل العالم فريدريش ميفز، وفي سنة ١٩٠٨، تم اكتشاف البروتينات والدهون الموجودة داخل الميتوكوندريا من قبل إيدي فريدريتش وميفيز وكلوديوس ريجاود.
أين تتواجد الميتوكوندريا
الميتوكوندريا هي أحد أهم مكونات خلايا الكائنات الحية، ويمكن العثور عليها بكثرة في الخلايا النباتية والحيوانية. ومع ذلك، لا يمكن العثور عليها في بعض الخلايا النادرة مثل خلايا الدم الحمراء في جسم الإنسان على سبيل المثال.
- وتتواجد الميتوكوندريا في جميع أجزاء الأجسام المختلفة، وتوجد بشكل خاص داخل سيتوبلازم الخلية، لذا فإن سيتوبلازم يحتوي على العديد من العضيات المختلفة ويحتوي أيضا على الميتوكوندريا.
- الميتوكوندريا لا توجد بعدد ثابت داخل الخلية، بحيث يمكن أن تحتوي الخلية على ميتوكوندريا واحدة فقط، ويمكن أن تحتوي الخلية على أكثر من ميتوكوندريا، وهذا يختلف من خلية إلى أخرى.
عدد الميتوكوندريا في الجسم
تتواجد الميتوكوندريا بكثرة داخل أجسام الكائنات الحية المختلفة، حيث توجد في الخلايا النباتية والحيوانية بكميات كبيرة، ويختلف عدد الميتوكوندريا من خلية إلى أخرى بناء على عدة عوامل مثل نوع الخلية ووظيفتها.
- في بعض الأحيان، يحتوي الخلية على ميتوكوندريا واحدة فقط، وفي بعض الأحيان يحتوي على أكثر من ذلك، وفي بعض الخلايا قد لا تحتوي على أي ميتوكوندريا، ومن أمثلة هذه الخلايا خلايا الدم الحمراء.
- تعود سبب عدم وجود ميتوكوندريا في خلايا الدم الحمراء إلى إتاحة مساحة كافية لجزيئات الهيموجلوبين للوجود بداخل هذه الخلايا بشكل طبيعي، لنقل الأكسجين الضروري لجميع أجزاء الجسم.
- وبالمقابل، هناك عدد من الخلايا التي تحتوي على عدد كبير جدا من الميتوكوندريا، ويمكن أن يتجاوز المئات والآلاف، وذلك لإنتاج أكبر قدر من الطاقة الضرورية والمطلوبة للقيام بالأنشطة، ومن أمثلة هذه الخلايا خلايا العضلات.
- بالإضافة إلى ذلك، تتميز خلايا الكبد والخلايا الدهنية بوجود كميات غزيرة من الميتوكوندريا.
كيفية تكاثر الميتوكوندريا
على الرغم من ارتباط الميتوكوندريا بالخلايا نظرا لوجودها في جميع أنواع الخلايا، إلا أن الميتوكوندريا لا تعتمد بشكل كامل على الخلية عند تكاثرها، بل تعتمد عليها جزئيا فقط، ولذلك يعتبر الميتوكوندريا عضوا شبه مستقل.
- تحتوي الميتوكوندريا على ريبوزومات، ولديها أيضا حمض نووي خاص بها فقط، وبالتالي يمكنها إنتاج مجموعة من البروتينات الخاصة بها، وتستطيع أيضا التحكم فيها، وبالتالي فهي قادرة على التكاثر بشكل مستقل دون الاعتماد بشكل كامل على الخلية التي توجد بها.
- تتكاثر الميتوكوندريا من خلال عملية تسمى تكاثر الانشطار الثنائي، وقبل أن تقوم الميتوكوندريا بتلك العملية، تقوم بعملية مسبقة تسمى الاندماج، وتهدف هذه العملية إلى الحفاظ على استقرار الميتوكوندريا.
- إذا لم تقم الميتوكوندريا بعملية الاندماج قبل عملية الانقسام، ستنتج عددا من الميتوكوندريا الصغيرة في الحجم مع كل عملية انقسام، وهذه الميتوكوندريا الصغيرة لن تكون قادرة على القيام بوظيفتها بشكل مثالي، أي لن تنتج كميات كافية من الطاقة للخلية.