Mitokondri Biyogenezi..(Mitochondria)

Günümüzde var olan mitokondrilerin evrim sırasında, erken dönem ökaryot hücrelerinde endosimbiyotik şekilde yerleşen aerobik bakteriler ve siyano bakterilerden türedikleri araştırmacılar tarafından desteklenmektedir. 1970 yılında Lynn Margulis tarafından ortaya atılmıştır. Mitokondriler daime daha önceden var olan mitokondrilerden, aynen bakterilerin bölünerek çoğalması gibi, bölünme ile çoğalırlar. Mitokondrinin büyümesi ise membrana protein ve lipidlerin girmesi ile olmaktadır, bu olay hücre bölünme safhalarından olan interfaz (bölünmeye hazırlanma) sırasında devamlı olmaktadır. Mitokondri, aslında yarı bağımsız organellerdir, DNA ve ribozimleri vardır, kendi DNA’larında şifresi olan proteinleri sentezlerler ve mitokondrilerin DNA dizilimleri bazı aerobik bakterilerdeki DNA dizilimine çok benzemektedir bu özellikleri sebebiyle endosimbiyotik orjin teorisini destekler. Bu teoriye göre; solunumla ilgili ATP üretimi de dâhil aerobik metabolizma sürdürebilen ilk organizmalar prokaryotlardır. Mitokondriyal genom eubacterial atasal izlerine sahiptir. Atasal prototip mt DNA’sı heterotropik kamçılı   bir protozoon olan Reclinomonas americana ‘dır. Bu organizmanın mt DNA genomununun tamamı dizilenmiş ve mt DNA’larda bulunan tüm protein kodlayan genlerin içeren 97 gene sahiptir.

Anaerobik ( oksijensiz) ilkel ökaryotlar, sitozellerinde yaşayan bakterilerle simbiyotik bir ilişkiye girdikten sonra, oksijenli solunum yapabilme yetisi kazanır. Pek çok bakteri geninin “konak” ökaryotun çekirdeğine girişi ve daha ileri evrimi sonucunda, endosimbiyotik bakterilerin mitokondrisi haline geldiği desteklenmektedir. Bu teori yapılan filogeni çalışmaları ile de desteklenmektedir.

Evrimleşme sürecinde, büyük bir olasılıkla, mitokondriden çekirdeğe bazı genler geçmiştir ve bu yüzden mtDNA'nın büyüklüğü ve kodlama kapasitesi düşüş göstermiştir. Ya da mitokondride şu ya da bu nedenle ortadan kalkan genlerin görevini çekirdekteki genler yüklenmiştir (1,2).

Evolüsyonel süreçte bakteri genomu organel genomu haline dönüşürken orjinal bakteriyal genlerin çoğu nükleer genoma geçmiş sadece birkaç gen organel genomunda kalmıştır. Bundan dolayı mitokondri ve kloroplastın büyüme ve proliferasyonu hem nükleer hem de organel genomu tarafından gerçekleştirilir. Bakterial ve mitokondriyal genomu nükleer genomdan ayıran farklar;(3).

• Her iki genomda sirkülerdir.
• Her iki genomda katlanmış bir yapı sergilemezler.
• Her iki genomda da intron yapısı yoktur.
• Mitokondriyal mRNA’nın başına (Cap) ve sonuna (poliA) eklentiler yapılmaz.
• Bazı mitokondriyal genom kodonları nükleer genom kodonlarından farklı anlam taşır.
• İki veya daha fazla katlı zarları vardır ve en içteki katman hücredeki diğer zarlardan bileşim açısından farklıdır, bileşimi daha çok prokaryotik hücre zarına benzemektedir.

1)Lehinger A. Principles of Biochemistry, 2000, 3rd, Ed. Worth Publishers, Gen ve Ben, Mitokondri ppt. Pdf., New York, s;36-37. 2)Modern İnsanın Kökeni; Roger Lewin 3)Doç. Dr. Mehmet Güven,