മൈറ്റോകോൺട്രിയ

ജീവകോശങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ ഊർജ്ജം പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന കോശാംഗങ്ങളാണ് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ. കോശത്തിന്റെ ഊർജ്ജോൽപാദനകേന്ദ്രമായ ഇവയ്ക്ക് ബാക്ടീരിയകളിൽ കാണപ്പെടുന്ന തരത്തിലുള്ള ഡി.എൻഏയുമുണ്ട്. 0.5 മുതൽ 1.00 വരെ മൈക്രോമീറ്ററാണ് ഇവയുടെ വ്യാസം. കോശവളർച്ച, കോശമരണം, കോശചക്രം എന്നിവയിലും ഇവയ്ക്ക് സവിശേഷപ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഒരു മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ മുതൽ ആയിരക്കണക്കിന് എണ്ണം വരെ ഓരോ കോശങ്ങളിലും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന തരത്തിൽ ഇവയുടെ എണ്ണത്തിൽ കോശങ്ങൾ തമ്മിൽ വലിയ അന്തരമുണ്ട്. 1897 ൽ സി. ബെൻഡ ആണ് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ എന്ന പദം ആദ്യമായി കൊണ്ടുവരുന്നത്.^[1] 1957 ൽ ഫിലിപ്പ് സിക്കേവിറ്റ്സ് ആണ് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയെ കോശത്തിന്റെ പവർഹൗസ് (POWER HOUSE) എന്ന് വിശേഷിപ്പിച്ചത്. ^[2]

ചരിത്രം

1850 ൽ കോളിക്കർ ആണ് മൈറ്റോകോൺട്രിയയെ ആദ്യമായി നിരീക്ഷിച്ചത്. മൈറ്റോകോൺട്രിയയെ നിറംകൊടുത്ത് തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള സ്റ്റെയിൻ കണ്ടെത്തിയത് 1890ൽ റിച്ചാർഡ് ആൾട്ട്മാൻ ആണ്. അദ്ദേഹമാണ് ഇതിന് ബയോബ്ലാസ്റ്റ് എന്ന് പേരിട്ടത്. മൈറ്റോകോൺട്രിയ എന്ന പദം ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചത് സി. ബെൻഡയാണ്. കോശത്തിലെ ഓക്സീകരണ-നിരോക്സീകരണ സ്ഥാനങ്ങളാണ് മൈറ്റോകോൺട്രിയ എന്നുതെളിയിക്കാൻ ജാനസ് ഗ്രീൻ സ്റ്റെയിനിനെ ഉപയോഗിച്ചത് മൈക്കേലിസാണ്. എംബ്ടനും മെയർഹോഫുമാണ് ഗ്ലൈക്കോളിസിസിന്റെ ഘട്ടങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയത്. കെന്നഡിയും ലെഹ്‌നിൻജറും ചേർന്നാണ് ക്രെബ്സ് പരിവൃത്തിയും ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനും മൈറ്റോകോൺട്രിയയിൽ നടക്കുന്നു എന്ന് കണ്ടെത്തിയത്. ക്രിസ്റ്റേയും അൾട്രാ ഘടന വിശദീകരിച്ചത് പലേഡ് ആണ്.

പ്രാധാന്യം

ധാന്യകങ്ങളുടെ കോശദഹനത്തിലൂടെ ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ചെയിൻ(ശൃംഖല) വഴി എ.ടി.പി തൻമാത്ര ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും അവശ്യഅയോണുകളായ കാൽസ്യം, ഫോസ്ഫേറ്റ് എന്നീ അയോണുകളെ ശേഖരിക്കുന്നതിനും മൈറ്റോകോൺട്രിയ ആവശ്യമാണ്.

ഘടന

ബാഹ്യപാളി

മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ പുറംഭാഗത്ത് ഇരുപാളികളുള്ള ഒരാവരണമുണ്ട്.ഓരോന്നും 6 നാനോ മീറ്റർ കനമുള്ളതാണ്. പുറംപാളി നേരിയതും പോറിൻ എന്നുപേരുള്ള വാഹകമാംസ്യത്താൽ സമ്പന്നവുമാണ്.ലിപ്പിഡ് ബൈലേയർ ഘടനയാണ് ഇവയ്ക്കുള്ളത്.10000 ഡാൽട്ടണോ അതിനുതാഴെയോ ഉള്ള ചെറിയ മാംസ്യതൻമാത്രകളുടെ ആഗമന നിഗമനപ്രക്രിയയ്ക്ക് ഇത് ഒരു അരിപ്പ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ബാഹ്യപാളിക്കും ആന്തരപാളിയ്ക്കും ഇടയിൽ 6മുതൽ8വരെ നാനോമീറ്റർ വീതിയുള്ള ഒരു ആവരണാന്തര സ്ഥലമുണ്ട്.

ആന്തരപാളി

ആന്തരപാളി അത്ര നേരിയതല്ലങ്കിലും ഉള്ളിലേയ്ക്ക് അനേകം മടക്കുകളുള്ളതാണ്. ഈ ഉൾമടക്കുകളെ ക്രിസ്റ്റേ എന്നുവിളിക്കുന്നു. ആന്തരപാളി മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ ഉൾസ്ഥലത്തെ രണ്ട് അറകളായി തിരിക്കുന്നു.

പെരി മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ സ്പേയ്സ്

പുറം അറ അഥവാ Outer Compartment അഥവാ ഇന്റർ മെംബ്രേൻ സ്പേയ്സ് എന്ന ഈ സ്ഥലം മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ ബാഹ്യ-ആന്തരപാളികൾക്കിടയിലാണ്. ക്രിസ്റ്റേ എന്ന ഉൾമടക്കുകളിലേക്ക് ഇവ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു.

ഇന്നർ കമ്പാർട്ട്മെന്റ്

ഇന്നർ ചെയ്മ്പർ അഥവാ മാട്രിക്സ് സ്പേയ്സ് എന്ന ഈ സ്ഥലം ജെല്ലി പോലെയുള്ള മാംസ്യനിർമ്മിതമായ മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ മാട്രിക്സ് എന്ന ദ്രവത്താൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. ഇതിൽ കൊഴുപ്പുകളും മാംസ്യങ്ങളും സർക്കുലാർ ഡി.എൻ.എ തൻമാത്രകളും 55S റൈബോസോമുകളും ചില തരികളും (ഗ്രാന്യൂൾ) കാണപ്പെടുന്നു. ആന്തരപാളിയ്ക്ക് പുറത്ത് പെരി മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ സ്പേയ്സിലേയ്ക്ക് ഒരു സൈറ്റോസോൾ അഥവാ സി-ഫേയ്സ് (C-Face)ഉം മാട്രിക്സ് ദ്രവത്തിലേയ്ക്ക് ഒരു മാട്രിക്സ് അഥവാ എം ഫേയ്സുമുണ്ട്(M-Face).

ക്രിസ്റ്റേ

സസ്യങ്ങളിലെ മൈറ്റോകോൺട്രിയയിൽ ക്രിസ്റ്റേ കുഴൽകണക്കേ കാണപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ ജന്തുകോശമൈറ്റോകോൺട്രിയകളിൽ ക്രിസ്റ്റേയ്ക്ക് പ്ലേറ്റുപോലെ പരന്ന രൂപമാണ്. ചില പ്രോട്ടോസോവകളിലും സ്റ്റീറോയ്ഡ് നിർമ്മിക്കുന്ന കലകളിലും ഇവയ്ക്ക് നിയതമായ നാളികളുടെ രൂപമാണ്. ക്രിസ്റ്റേ മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ ഉൾസ്തരത്തിന്റെ പ്രതലവിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. കരൾ കോശങ്ങളിൽ ഉൾസ്തരത്തിന്റെ പ്രതലവിസ്തീർണ്ണം ക്രിസ്റേറ മൂന്നുമുതൽ നാലിരട്ടിവരെ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

എലമെന്ററി പാർട്ടിക്കിളുകൾ

മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ ആന്തരപാളിയിൽ M face ലേയ്ക്ക് മുഖംതിരിഞ്ഞുനിൽക്കുന്ന ചില അടുക്കുഘടനകളുണ്ട്. എലമെന്ററി പാർട്ടിക്കിളുകൾ അഥവാ ഇന്നർ മെംബ്രേൻ സബ്‌യൂണിറ്റുകൾ അഥവാ ഓക്സിസോമുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ ഘടനകൾ എ.റ്റി.പി ഉത്പാദനവും എ.റ്റി.പി ഓക്സീകരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടവയാണ്. F₁ പാർട്ടിക്കിൾ എന്നും F₀-F₁ പാർട്ടിക്കിൾ എന്നും ഇവ വെവ്വേറെ വിവക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. F₀-F₁ പാർട്ടിക്കിളുകൾ 10 നാനോമീറ്റർ ഇടവേളകളിൽ ആവർത്തിച്ചുവരുന്ന യൂണിറ്റുകളാണ്. 10⁴ മുതൽ 10⁵ വരെ എലമെന്ററി പാർട്ടിക്കിളുകൾ ഓരോ മൈറ്റോകോൺട്രിയയിലുമുണ്ട്.

മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ രാസഘടന

മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ 65 മുതൽ 70 സതമാനം വരേയും മാംസ്യങ്ങളാണ്. 25 മുതൽ 30 വരെ ശതമാനം കൊഴുപ്പുകളും 0.5 ശതമാനം വരെ ആർ.എൻ.എ യും കുറച്ചു ഡി.എൻ.എയുമുണ്ട്. മൈറ്റോകോൺട്രിയയിലെ കൊഴുപ്പുകളിൽ 90 ശതമാനവും ലെസിതിൻ, സെഫാലിൻ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഫോസ്ഫോലിപ്പിഡുകളും അഞ്ചോ അതിനുതാഴെയോ ശതമാനം കൊളസ്ട്രോളുമാണ്. കാർഡിയോലിപ്പിൻ എന്ന ഫോസ്ഫോലിപ്പിഡാണ് ആന്തരപാളിയിയെമ്പാടും കാണപ്പെടുന്നത്. കാർഡിയോലിപ്പിനുകൾ സോഡിയം, പൊട്ടാസം, ക്ലോറൈഡ് അയോൺ എന്നിങ്ങനെയുള്ള മിക്ക അയോണുകളേയും തടഞ്ഞുനിർത്തുന്നു. മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ ബാഹ്യപാളിയിൽ 50 ശതമാനം വീതമാണ് മാംസ്യവും ഫോസ്ഫോലിപ്പിഡുകളും.

ബാഹ്യപാളിയിലെ രാസാഗ്നികൾ

മോണോ അമൈൻ ഓക്സിഡേയ്സ്, റോട്ടിനോൺ ഇൻസെൻസിറ്റീവ് NADH സൈറ്റോക്രെം C റിഡക്റ്റേയ്സ്, ഫാറ്റി ആസിഡ് കോ എൻസൈം ലിഗേയ്സ്, കൈന്യൂറെനിൻ ഹൈഡ്രോക്സിലേയ്സ് എന്നിവയാണ് ബാഹ്യപാളിയിലെ പ്രധാന രാസാഗ്നികൾ.

ആവരണാന്തരസ്ഥലത്തെ രാസാഗ്നികൾ

അഡിനിലേറ്റ് കൈനേയ്സ്, ന്യൂക്ലിയോസൈഡ് ഡൈഫോസ്ഫോകൈനേയ്സ് എന്നിവയാണ് ആവരണാന്തരസ്ഥലത്തെ പ്രധാന രാസാഗ്നികൾ.

ആന്തരപാളിയിലെ രാസാഗ്നികൾ

നിക്കോട്ടിനമൈഡ് അഡിനിൻ ഡൈ ന്യൂക്ലിയോറ്റൈഡ് (NAD), ഫ്ലാവിൻ അഡിനിൻ ഡൈ ന്യൂക്ലിയോറ്റൈഡ് (FAD), ഡൈഫോസ്ഫോ പിരിഡിൻ ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് ഡീഹൈഡ്രോജിനേയ്സ്(DPN), യൂബിക്വിനോൺ അഥവാ കോ എൻസൈം ക്യൂ, ATP സിന്തറ്റേയ്സ്, സക്സിനേറ്റ് ഡീഹൈഡ്രോജിനേയ്സ്, സൈറ്റോക്രോം b, c, c1, a, a3എന്നിവയാണ് പ്രധാന രാസാഗ്നികൾ.

മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ മാട്രിക്സിലെ രാസാഗ്നികൾ

ക്രെബ്സ് പരിവൃത്തി, പൈറൂവേറ്റിന്റേയും ഫാറ്റി അമ്ളങ്ങളുടേയും ഓക്സീകരണം എന്നിവയ്ക്കൊക്കെ ആവശ്യമായ രാസാഗ്നികളാണ് മാട്രിക്സിലുള്ളത്. മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ ഡി.എൻ.എ, 55S മൈറ്റോകോൺട്രിയൽ റൈബോസോം, ടി ആർ.എൻ.എകൾ എന്നിവയും ഇവിടെയുണ്ട്. മാലേറ്റ് ഡീഹൈഡ്രോജിനേയ്സ്, ഫ്യൂമറേയ്സ്, സിട്രേറ്റ് സിന്തറ്റേയ്സ്, അക്കോണിറ്റേയ്സ് എന്നിവയും അകാർബണിക ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും മാട്രിക്സിലുണ്ട്.

ധർമ്മം

എ.ടി.പി. ഉത്പാദനം

അഡിനോസിൻ ട്രൈ ഫോസ്ഫ്ഫേറ്റ് എന്ന എ.ടി.പിയിൽ വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജത്തെ ശേഖരിച്ചുവയ്ക്കാൻ കഴിയും. ഗ്ലൂക്കോസിന്റേയും കോഴുപ്പിന്റേയും ഓക്സീകരണഫലമായി ലഭിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തെ സഭരിച്ചുവയ്ക്കുന്നതും ആവശ്യാനുസരണം ശാരീരികപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനും എ.ടി.പി ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ എ.ടി.പി കോശത്തിന്റെ ഊർജ്ജകറൻസി അഥവാ പവർഹൗസ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ജന്തുകോശങ്ങളിൽ മൈറ്റോകോൺട്രിയ എ.ടി.പിയുടെ 95 ശതമാനവും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

താപോത്പാദനം

ഗ്ലൂക്കോസിന്റെ ഓക്സീകരണം വഴി ലഭിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ 45 ശതമാനവും എ.ടി.പി യിൽ ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു. ബാക്കി വരുന്ന 55 ശതമാനവും താപമായി നഷ്ടപ്പെടുകയോ ഉഷ്ണരക്തജീവികളിൽ ശരീരതാപക്രമീകരണത്തിനോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ശിശിരനിദ്ര കാണിക്കുന്ന ജീവികളിലും ചെറിയ സസ്തനികളിലും കാണപ്പെടുന്ന ബ്രൗൺ ഫാറ്റ് വലിയ അളവിൽ താപം ഉത്പാദിപ്പിച്ച് ശിശിരനിദ്രയിൽ നിന്ന് വിടുതൽ നേയാൻ സഹായിക്കുന്നു. ബ്രൗൺ ഫാറ്റിന്റെ നിറത്തിനുകാരണം അതിൽ വളരെക്കൂടുതൽ അളവിലുള്ള മൈറ്റോകോൺട്രിയയാണ്.

ഉപചയപ്രവർത്തനം

മൈറ്റോകോൺട്രിയയ്ക്ക് സ്വന്തമായി ഡി.എൻ.എയും മാംസ്യനിർമ്മാണഘടകങ്ങളുമുണ്ട്. ഒരു ഡസനോളം വ്യത്യസ്ത തരത്തിലുള്ള മാംസ്യങ്ങളെ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഇവയ്ക്ക് കഴിവുണ്ട്. ATPase സബ്‌യൂണിറ്റ്, കോ എൻസൈം ക്യൂവിൽ നിന്ന് സൈറ്റോക്രോം സിയിലെ ഇരുമ്പിലേയ്ക്ക് ഇലക്ട്രോണുകൾ അയയ്ക്കാനുള്ള റിഡക്റ്റേയ്സ് രാസാഗ്നിയുടെ ഭാഗങ്ങൾ, സൈറ്റോക്രോം ഓക്സിഡേയ്സ് എന്ന രാസാഗ്നിയുടെ ഏഴ് സബ്‌യൂണിറ്റുകൾ എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉപചയകേന്ദ്രങ്ങളായി ഇവ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഡെൽറ്റാ അമിനോലെവ്യൂലിനിക് ആസിഡ് സിന്തറ്റേയ്സ് എന്ന രാസാഗ്നിയുടെ പ്രവർത്തനഫലമായാണ് മൈറ്റോകോൺട്രിയയിൽ സൈറ്റോക്രോമുകൾക്കും മയോഗ്ലോബിനും ഹീമോഗ്ലോബിനും ആവശ്യമായ ഹീം ഭാഗം നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത്. ചില കോളസ്ട്രോളുകളെ ചിലയിനം സ്റ്റീറോയ്ഡ് ഹോർമോണുകളാക്കി മാറ്റാനുള്ള അധിവൃക്കാ ഗ്രന്ഥിയുടെ കോർട്ടക്സിൽ നടക്കുന്ന പ്രവർത്തനവും മൈറ്റോകോൺട്രിയയുടെ രാസാഗ്നികളാണ് ചെയ്യുന്നത്.

കാൽസ്യം, ഫോസ്ഫ്ഫേറ്റ് അയോൺ ഗാഢത ക്രമീകരിക്കൽ

അസ്ഥിനിർമ്മാണകോശങ്ങളായ ഓസ്റ്റിയോബ്ലാസ്റ്റ് കോശങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന മൈറ്റോകോൺട്രിയയിൽ കാൽസ്യത്തിന്റേയും ഫോസ്ഫേറ്റിന്റേയും അയോണുകളുടെ ശേഖരണമുണ്ട്. അണ്ഡങ്ങളിലെ മൈറ്റോകോൺട്രിയ യോക്ക് എന്ന ഭക്ഷ്യവസ്തുവിനെ വലിയ അളവിൽ ശേഖരിക്കാറുണ്ട്................

Cross-sectional image of cristae in rat liver mitochondrion to demonstrate the likely 3D structure and relationship to the inner membrane.

പുറത്തേയ്ക്കുള്ള കണ്ണികൾ

അവലംബം

↑ Cell Biology, Genetics, Molecular Biology, Evolution and Ecology, PS Verma nad VK Agarwal, Page: 191-193, S.Chand Publications, 2008
↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion

[1] Cell Biology, Genetics, Molecular Biology, Evolution and Ecology, PS Verma nad VK Agarwal, Page: 191-193, S.Chand Publications, 2008

[2] ttp://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion

[1]

[2]