الرئيسيةعريقبحث

ميتوكندريون

☰ جدول المحتويات

صورة بالمجهر الإلكتروني لمتقدرتين من نسيج رئوي لأحد الثدييات توضح المطرس والغشائين.
بنية خلية إنسان : تتواجد المتقدرة (بالأزرق الداكن) في السيتوبلازم ولها دور في إنتاج الطاقة، التأشير والتمايز الخلويين وموت الخلية.

المُتَقَدِّرَة [1][2] أو الميتوكندريون[3][4] أو المصورات الحيوية أو الحُبَيبَات الخَيطِيَّة[4] هي عضية خلوية مزدوجة الغشاء تتواجد لدى معظم الكائنات حقيقية النوى. يمكن أن لا تملك بعض الخلايا في بعض الكائنات متعددة الخلايا متقدرات (مثل خلايا الدم الحمراء الناضجة الخاصة بالثدييات). العديد من الكائنات وحيدة الخلية مثل البويغيات، ذوات الجسيم القاعدي والمتضاعفات خفّضت أو حوّلت المتقدرات الخاصة بها إلى عضيات أخرى.[5] لغاية اليوم، لا يُعرف سوى جنس حقيقات نوى وحيد فقد متقدراته كليا وهو مونوسيركومونيودات.[6] المصطلح الأجنبي ميتوكندريون من أصل إغريقي "μίτος" ميتوس، بمعنى خيط و"χονδρίον" كوندريون، بمعنى حبيبة أو حبيبي الشكل.[7] تولِّد المتقدرات معظم احتياجات الخلية من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) المستخدم كمصدر للطاقة الكيميائية في التفاعلات الخلوية.[8] ولهذا يطلق على المتقدرة لقب "محطة توليد الطاقة" الخلوية.[9]

تترواح مساحة المتقدرة عادة بين 0.75 و3 ميكرو متر مربع[10] لكنها تختلف بشكل معتبر في الحجم والبنية، وهي غير مرئية إلا إذا تمت صباغتها. فضلا عن تزويدها الخلية بالطاقة، للمتقدرة دور في وظائف أخرى مثل التأشير والتمايز الخلويين، وفي موت الخلية، وكذلك في الحفاظ على التحكم في دورة الخلية وتكاثرها.[11] يُنسَّق النشوء الحيوي للمتقدرة بدوره مع هذه العمليات الخلوية.[12][13] للمتقدرات دور في العديد من الأمراض البشرية منها: أمراض المتقدرة،[14] اختلال وظيفة القلب،[15] فشل القلب،[16] والتوحد.[17]

يمكن أن يختلف عدد المتقدرات في الخلية بشكل كبير حسب النسيج ونوع الخلية. على سبيل المثال لا تملك خلايا الدم الحمراء أية متقدرات، في حين يمكن أن تملك خلايا الكبد أزيد من 2000 متقدرة.[18][19] تتكون هذه العضية من أحياز تقوم بوظائف مخصصة، هذه الأحياز أو المناطق هي: الغشاء الخارجي، الحيز بين الغشائي، الغشاء الداخلي والنتوءات العرفية والمطرس.

رغم أن معظم دنا الخلية يتواجد في نواة الخلية، تملك المتقدرة جينومها الخاص بها الذي يُظهِر تشابها كبيرا مع الجينومات البكتيرية.[20] بروتينات المتقدرة (البروتينات التي تُنسخ من دنا المتقدرة) تختلف حسب النسيج والنوع. لدى البشر، تم تحديد 615 نوعا مميزا من البروتينات من المتقدرات القلبية،[21] أما لدى الجرذان فقط تم الإبلاغ عن 940 نوع من البروتين.[22] يُعتقد أن البروتيوم الخاص بالمتقدرة يُنظم بشكل ديناميكي.[23]

البنية

Mitochondrion structure ar.svg
البنية التفصيلية للمتقدرة (مخطط تفاعلي) للمتقدرة غشاء مزدوج، يحتوي الغشاء الداخلي على جهازه التناضحي الخاص به ويملك اتلاما كبيرة تزيد من مساحة سطحه. في حين أنها تصور "كحبة نقانق برتقالية" ذات سائل داخلي (كما هو الحال في هذه الصورة)، يمكن للمتقدرات أخذ العديد من الأشكال[24] وفضائها البين غشائي ضيق إلى حد كبير.

تتكون المتقدرة ن غشائين داخلي وخارجي مكونان من ليبيدات ثنائية الطبقة وبروتينات.[18] للغشائين خصائص مختلفة. بسبب هذه التنظيم ثنائي الغشائي، توجد خمسة مناطق مميزة في المتقدرة هي:

  1. غشاء المتقدرة الخارجي.
  2. الفضاء بين الغشائي (الفضاء بين الغشائين الخارجي والداخلي).
  3. غشاء المتقدرة الداخل
  4. النؤات العرفية (الأعراف)
  5. المطرس (الفضاء داخل الغشاء الداخلي)

تسمى المتقدرة التي لا تحتوي على غشاء خارجي ميتوبلاست.

الغشاء الخارجي

غشاء المتقدرة الخارجي الذي يحيط ويغلف كامل العضية سمكه من 60 إلى 70 أنغستروم. لهذا الغشاء معدل بروتين مقابل ليبيد فوسفوري مساوٍ لمعدل الغشاء الخلوي (حوالي 1:1 وزنا، أي 50% من وزنه بروتين و50% ليبيد) ويحتوي على أعداد كبيرة من البروتينات الغشائية المدمجة تسمى بورينات. أحد أهم البروتينات الناقلة به هو مشكِّل المسام قناة الأنيون المعتمدة على الفولتية (VDAC). قناة الأنيون المعتمدة على الفولتية هي الناقل الرئيسي للنوكليوتيدات، الأيونات، والمستقلبات بين العصارة الخلوية والفضاء بين الغشائي.[25][26] يتكون من براميل بيتا تمتد خلال كامل سمك الغشاء الخارجي، كما هو الحال في غشاء البكتيريا سلبية الغرام.[27] يمكن أن تُدخِل المتقدرة بروتينات أكبر إذا ارتبط تسلسل تأشيرٍ في نهاياتها الأمينية ببروتين أكبر متعدد الوحدات الفرعية يسمى ترانسلوكاز الغشاء الخارجي، والذي يقو بعد ذلك بتحريكهم بنشاط عبر الغشاء.[28] يتم توريد الطلائع البروتينية الخاصة بالمتقدرة عبر مركبات نقل خاصة.

يحتوي الغشاء الخارجي كذلك على إنزيمات لها أدوار متنوعة مثل تمديد الأحماض الدهنية، أكسدة الإبنيفرين، وتفكيك التريبتوفان. من هذه: الإنزيمات أكسيداز أحادي الأمين، مختزلة-c‏ NADH-سيتوكروم غير الحساسة للروتينون [ملاحظة 1] هيدروكسيلاز الكينورينين وليغاز كو-أ—حمض دهني [ملاحظة 2]. يسمح تمزيق الغشاء الخارجي للبروتينات في الفراغ بين الغشائي بالتسرب إلى العصارة الخلوية، وهذا يؤدي إلى نوع معين من موت الخلية.[29] يمكن أن يرتبط الغشاء الخارجي للمتقدرة بالشبكة الإندوبلازمية في بنية تسمى غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرة (MAM). هذا الارتباط مهم بالنسبة لتأشير الكالسيوم بين الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة وله دور في نقل اللبيدات بينها.[30] توجد خارج الغشاء الخارجي جسيمات صغيرة (قطرها 60 أنغستروم) تسمى الوحدات الفرعية الخاصة ببارسون.

الفضاء بين الغشائي

فضاء المتقدرة بين الغشائي هو فضاء بين الغشاء الخارجي والداخلي. ويعرف كذلك بفضاء المتقدرة المحيطي. تكون تراكيز الجزيئات الصغيرة فيه مثل الأيونات والسكريات القادرة على النفاذ بحرية عبر الغشاء الخارجي مساوية لتراكيزها في العصارة الخلوية.[18] مع ذلك، يجب أن يكون للبروتينات الكبيرة تسلسلات تأشير محددة لتتمكن من الانتقال عبر الغشاء الخارجي، لذلك فإن أنواع البروتينات وكمياتها في هذا الفضاء تختلف عما هو موجود في العصارة الخلوية. أحد البروتينات التي تنتقل إلى الفضاء بين الغشائي هو سيتوكروم سي.[29]

الغشاء الداخلي

يحتوي غشاء المتقدرة الداخلي على بروتينات تقوم بخمسة أنواع من الوظائف:[18]

  1. البروتينات التي تقوم بتفاعلات الأخسدة الخاصة بالفسفرة التأكسدية.
  2. مخلقلة الـATP التي تقوم بتخليق الـATP في المطرس.
  3. بروتينات نقل خاصة تنظم عبور المستقلبات داخل وخارج مطرس المتقدرة.
  4. ماكينة التوريد البروتينية.
  5. بروتين اندماج وانشطار المتقدرة.

يحتوي الغشاء ما يزيد عن 151 عديد ببتيد مختلف ويملك نسبة بروتين إلى ليبيد فوسفوري عالية (أكثر من 1:3 وزنا، وهو ما يقارب بروتينا واحدا لكل 15 ليبيد فوسفوري). الغشاء الداخلي هو مقر لخُمُسِ مجموع البروتينات المتواجدة في المتقدرات.[18] فضلا عن ذلك، هذا الغشاء غني باللبيد الفوسفوري غير المعتاد كارديوليبين. اكتُشف هذا الليبيد الفوسفوري أول مرة سنة في قلوب الأبقار سنة 1942، ويكون عادة سمة مميزة لأغشية البلازما الخاصة بالمتقدرات والبكتيريا.[31] يحتوي الكارديوليبين على أربع أحماض دهنية بدل اثنين وذلك ربما يساعد في جعل الغشاء الداخلي غير قابل للنفاذية (كتيم).[18] عكس الغشاء الخارجي، لا يملك الغشاء الداخلي بورينات وهو عديم النفاذية بصفة عالية لجميع الجزيئات. جميع الأيونات والجزيئات تقريبا تتطلب ناقلات غشائية خاصة لتدخل أو تخرج من المطرس. تُنقل البروتينات إلى المطرس عبر مركب ترانسلوكاز الغشاء الداخلي (TIM) أو عبر OXA1L.[28] فضلا عن ذلك، يوجد جهد غشائي على طول الغشاء الداخلي مُتشكِّل بواسطة فعل إنزيمات سلسلة نقل الإلكترون.

النتؤات العرفية

صورة لمقطع عرضي لنتوءات عرفية في متقدرة كبد خاصة بجرذ لتوضيح البنية ثلاثية الأبعاد المحتملة وعلاقتها بالغشاء الداخلي.

الغشاء الداخلي للمتقدرة مجزأ إلى عدة أحياز تعرف بالأعراف والتي تمدِّد مساحة السطح الخارجي للغشاء الداخلي، محسنة قدرته على إنتاج الـATP. في متقدرةِ كبدٍ قياسية، مساحة الغشاء الداخلي حوالي خمس أضعاف مساحة الغشاء الخارجي. هذا المعدل متغير، والحاجة إلى الـATP من المتقدرة تختلف حسب نوع الخلية، كمثال: تحتوي الخلايا العضلية على نتوءات عرفية أكثر من غيرها. هذه الطيات مرصعة بأجسام صغيرة دائرية تعرف باسم F1 أو جسيمات الأكسجين. هذه الطيات ليست طيات عشوائية بسيطة وإنما انغمادات

المطرس أو المصفوفة هو الحيز الذي يحيط به الغشاء الداخلي، ويحتوي على حوالي ثلثي مجموع البروتينات في المتقدرة.[18] المطرس مهم في إنتاج الـATP بمساعدة مخلقة الأتِباز المتواجدة في الغشاء الداخلي. تحتوي المصفوفة على خليط عالي التركيز من مئات الإنزيمات، خاصة ريبوسومات المتقدرة، الرنا الريبوسومي، وعدة نسخ من جينوم دنا المتقدرة. من الوظائف الرئيسية لهذه الإنزيمات: أكسدة أحماض البيروفيك والأحماض الدهنية، ودورة حمض الستريك.[18] جزيئات الدنا محزمة في نووانيات بواسطة بروتينات أحدها هو TFAM.[34]

للمتقدرات مادتها الوراثية الخاصة بها، ولها ماكينة لتخليق جزيئات رنا وبروتينات خاصة بها. أظهر تسلسل دنا متقدرة منشور أنه يحوي 16569 زوج قاعدي تشفِّر 37 جينا: 22 رنا ناقل، 2 رنا ريبوسومي و13 ببتيدا.[35] البيبتيدات المتقدرية الـ13 لدى البشر يتم إدماجها في الغشاء الداخلي للمتقدرة، إلى جانب بروتينات مشفَّرة بواسطة جينات تتواجد في نواة الخلية المضيفة.

غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرة

غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرات (MAM) هو عنصر بنيوي آخر تتزايد المعرفة حول دوره الحاسم في الفيسيولوجية والاستتباب الخلويين. اعتُبر سابقا أنه عقبة تقنية في تقنيات التجزيء الخلوي، أعيد تعريف شوائب حويصلات الشبكة الإندوبلازمية التي كانت تظهر بثبات في عمليات تجزيء المتقدرات على أنها امتدادات مصدرها غشاء MAM وهو الوسيط بين المتقدرات والشبكة الإندوبلازمية.[36] الاقتران الفيزيائي بين هاتين العضيتين تمت ملاحظته سابقا بواسطة صور مجهرية إلكترونية وتم سبرها حديثا بواسطة المجهرية الفلورية.[36] تُقدِّر مثل تلك الدراسات أن عند هذه الأغشية -التي يمكن أن تشكل حتى 20% من الغشاء الخارجي للمتقدرة- المسافة بين الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة لا تتجاوز 10-25 نانومتر وهما محكمان معا بواسطة مركبات بروتينية رابطة.[36][30][37]

أظهرت أغشية الشبكة المرتبطة بالمتقدرة المنقاة من التجزيئات الخلوية أنها غنية بالإنزيمات التي لها دور في تبادل الليبيدات الفوسفورية بالإضافة إلى قنوات مرتبطة بتأشير الكالسيوم Ca2+.[36][37] هذه التلميحات إلى دور مهم لهذه الأغشية في تنظيم المخزونات الخلوية من اللبيدات وتوصيل الإشارة ثبتت صحتها، مع آثار مترتبة معتبرة على الظاهرة الخلوية المرتبطة بالمتقدرة. هذه الأغشية لم توفر رُؤًى للأسس الميكانيكية لمثل هذه العمليت الفيسيولوجية مثل الاستماتة الذاتية وانتشار تأشير الكالسيوم فحسب، بل تدعم نظرة أوسع بخصوص دور المتقدرات. رغم أن المتقدرات تُرى "كمحطات توليد طاقة" ساكنة ومعزولة استُغلت من أجل الأيض الخلوي بواسطة حادثة نشوء تعايشي قديمة، يؤكد تطور غشاء MAM مدى دور المتقدرات في مجمل الفيسيولوجية الخلوية، الذي يربطه اقتران فيزيائي ووظيفي حميم مع النظام الغشائي الداخلي.

انتقال الليبيد الفسفوري

غشاء الشبكة المرتبط بالمتقدرات غني بالإنزيمات التي تقوم بتخليق الليبيدات مثل مخلِقة فوسفاتيديل سيرين على الجانب الخاص بالشبكة الإندوبلازمية ونازعة كربوكسيل فوسفاتيديل سيرين على الجانب الخاص بالمتقدرة.[38][39] لأن المتقدرات عضيات ديناميكية تخضع للانقسام والاندماج فهي تحتاج لتزويد مستمر ومنظَّم جيدا بالليبيدات الفوسفورية لسلامة الأغشية وكمالها.[40][41] المتقدرات ليست الوجهة التي ينتهي فيها تخليق الليبيدات فحسب، بل تلعب دورا كعضية وسيطة في نقل وسائط ونواتج مسارات: التخليق الحيوي لليبيدات، أيض السيراميد والكوليستيرول، وأيض الليبيدات السفنغولية السكرية.[39][41]

هذه القدرة على النقل تعتمد على غشاء MAM، الذي اتضح أنه يُسهل نقل الليبيدات بين العضيات.[38] على عكس آلية الحويصلات القياسية لنقل الليبيدات، تشير دلائلٌ إلى أن المقربة الفيزيائية بين غشائي الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة في غشاء MAM تسمح بانتقال الليبيدات بين الغشائين المزدوجين المتقابلين.[41] رغم أن آلية النقل هذه تبدو غير اعتيادية وغير مفضلة طاقويا إلا أنها لا تحتاج ATP.[41] في الخميرة، تم إظهار أنها تعتمد على بنية عديد بروتين رابطة تسمى بنية التقاء الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة (ERMES). مع ذلك، مازال غير واضح إن كانت هذه البنية تتوسط بشكل مباشر نقل الليبيدات أو أنها مطلوبة لإبقاء الغشائين على مقربة كافية لتخفيض كمية طاقة نقل الليبيدات.[41][42]

فضلا عن دورها في النقل داخل الخلوي يُعتقد كذلك أن أغشية MAM جزء من مسار إفرازي. بشكل خاص، يبدو أن هذه الأغشية هي وجهة وسطية بين الشبكة الإندوبلازمية وجهاز غولجي في المسار الذي يقود إلى تركيب وإفراز البروتين اللبيدي منخفض الكثافة (VLDL)،[39][43] ولذلك غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرة يعمل كمركز أساسي وحاسم في أيض ونقل الليبيدات.

تأشير الكالسيوم

عُرف دور الشبكة الإندوبلازمية الحاسم في تأشير الكالسيوم قبل أن يُعرف دور المتقدرة فيه ويلاقي قبولا واسعا، ويعود ذلك جزئيا إلى ألفة قنوات الكالسيوم المنخفضة لـ Ca2+ التي تتواجد على الغشاء الخارجي، وهذا يناقض الاستجابات المتقدرة المزعومة لتغيير تدفق الكالسيوم داخل الخلوي.[36][44] تواجدُ أغشية MAM حلَّ هذا التناقض الظاهري، فالتقارب الفيزيائي بين هاتين العضيتين ينتج عنه نطاقات ميكروية خاصة بالـCa2+ في نقاط الاتصال تسهل النقل الفعال لأيونات الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية إلى المتقدرة.[36] يحدث النقل استجابة لما يُعرف "بنفائش الكالسيوم"[ملاحظة 3] المولَّدة بواسطة تكدسات تلقائية لقنوات IP3R وتنشيطها، وهي قنوات كالسيوم قياسية في الشبكة الإندوبلازمية.[36][30]

يُحدَّد مصير هذه النفائش -إن كانت ستبقى محصورة في مناطق معزولة أو تُدمج في موجات كالسيوم لتنتشر في أنحاء الخلية- بنسبة كبيرة بواسطة حركيات غشاء MAM. رغم أن استرداد أيونات الكالسيوم بواسطة الشبكة الإندوبلازمية (المصاحب لتحريره) يُعدِّل شدة النفائش، مما يعزل المتقدرة بدرجة معينة من التعرض العالي لأيونات الكالسيوم، غالبا ما يعمل غشاء MAM كجدار حماية يقوم أساسا بدرء

نموذج مركب الربط متعدد القسمات الخاص بالخميرة ERMES.

تقترح أدلة حديثة في تحديد المركبات الرابطة بين غشائي المتقدرة والشبكة الإندوبلازمية أن وظيفة السقالة الخاصة بالجزيئات المكونة لهذه المركبات ثانوية بالنسبة لوظائف غير بنيوية أخرى تقوم بها. في الخميرة، ERMES هو مركب عديدُ البروتين يتكون من بروتينات مقيمة في غشائي الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة، تواجده مطلوب لنقل الليبيدات في غشاء MAM وهو مثال على هذا المبدأ، أحد مكوناته على سبيل المثال هو مكون كذلك لمركبٍ بروتيني آخر مطلوب لدمج براميل بيتا عبر الغشائية في طبقة الليبيد المزدوجة.[41] مع ذلك، لم يتم لحد الآن تحديد نظير لمركب ERMES في خلايا الثدييات. من البروتينات الأخرى المساهمة في السقالة كذلك ولها وظائف أخرى مستقلة عن الربط في غشاء MAM نجد بروتينات ميتوفوسين المقيمة في الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة والتي تشكل مركبات متغايرة تعمل على تنظيم عدد مواقع الاتصال بين العضيات، رغم أنه تم تحديد دورها أول مرة في اندماج وانشطار المتقدرات.[36] البروتين المرتبط بالغلوكوز 75 (grp75) هو بروتين آخر ثنائي الوظيفة، ففضلا عن وجوده في مطرس المتقدرة، له وظيفة ثانية كشابرون يربط فيزيائيا قنوات الكالسيوم VDAC وIP3R الخاصة بالمتقدرة والشبكة الإندوبلازمية من أجل نقل فعال وكفء لأيونات الكالسيوم في غشاء MAM.[36][30] بروتينٌ رابطٌ محتملٌ آخر هو مستقبل سيغما-1 وهو مستقبل غير أفيوني يعمل على استقرار مستقبل IP3R والحفاظ على الاتصال في غشاء MAM أثناء استجابة الإجهاد الأيضي.[49][50]

غشاء MAM مركز حاسم للتأشير والأيض والنقل في الخلية ويسمح بتكامل فيسيولوجية الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة. اقتران هاتين العضيتين ليس بنيويا فحسب، بل وظيفي كذلك وحاسم للفيسيولوجيا العامة للخلية واستتبابها. يمنح غشاء MAM منظورا عن المتقدرة يحيد ويختلف عن النظرة التقليدية التي مفادها أن هذه العضية وحدة ساكنة تتميز بقدرتها الأيضية وإنتاج الطاقة. وبدل ذلك، يؤكد هذا الغشاء البيني بين الشبكة الإندوبلازمية والمتقدرة، اندماج واشتراك المتقدرات -التي هي ناتج نشوء تعايشي- في مختلف العمليات الخلوية.

التنظيم والتوزيع

شبكة متقدرية نموذجية (بالأخضر) في خليتين بشريتين ( خلايا هيلا).

تتواجد المتقدرات (والعضيات الشبيهة بها) لدى جميع حقيقيات النوى (باستثناء جنس واحد من الأكسيمونيات هو مونوسيركمنيودات).[6][51] رغم تصويرها بنيتها عادة على شكل يشبه الفاصولياء، إلا أن المتقدرات تشكل شبكة عالية الحركية في معظم الخلايا التي تخضع فيها للانقسام والاندماج. تشكل جمهرة جميع المتقدرات في خلية معينة الكوندريوم.[52] تختلف المتقدرات في العدد والموقع حسب نوع الخلية. عادة ما توجد متقدرة واحدة في الكائنات وحيدة الخلية، وعدد المتقدرات في الخلايا الكبدية البشرية حوالي 1000-2000 متقدرة لكل خلية وهو ما يشكل خمس حجم الخلية.[18] محتوى الخلايا المتماثلة من المتقدرات يمكن أن يختلف بشكل كبير في حجم وجهد الغشاء،[53] مع اختلافات ناشئة من مصادر منها تجزئة غير متساوية عند انقسامات الخلية، وهذا يؤدي إلى اختلافات ذاتية في مستويات الـATP والعمليات الخلوية مع المسار.[54] يمكن أن تتواجد المتقدرات بين اللييفات العضلية الخاصة بعضلة أو ملفوفة بواسطة سوط حيوان منوي.[18] غالبا ما تشكل المتقدرات شبكة متفرعة ثلاثية الأبعاد مع الهيكل الخلوي داخل الخلية. ارتباطها مع الهيكل الخلوي يحدد شكل المتقدرات الذي يؤثر على الوظيفة كذلك:[55] مختلف بُنى شبكة المتقدرات يمكن أن يوفر لهذه المتقدرات مجموعة متنوعة من الميزات أو السلبيات الفيزيائية والكيميائية والتأشيرية.[56] المتقدرات في الخلايا موزعة دائما على طول أنيبيبات دقيقة وتوزيع هذه العضيات مرتبط كذلك بالشبكة الإندوبلازمية.[57] تقترح أدلة حدثية أن الفيمنتين -وهو أحد مكونات الهيكل الخلوي- ضروري كذلك في ارتباط المتقدرات بالهيكل الخلوي.[58]

الوظيفة

الدور الرئيسي للمتقدرات هو إنتاج عُملة الطاقة الخاصة بالخلية وهي الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) بفسفرة الأدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) عبر عملية التنفس الخلوي، وكذلك تنظيم الأيض الخلوي.[19] مجموعة التفاعلات الرئيسية التي لها دور في إنتاج الـATP تسمى جماعيا دورة حمض الستريك أو حلقة كريبس. مع ذلك للمتقدرة أدوار متعددة أخرى زيادة على إنتاج الـATP.

تحويل الطاقة

الدور الرئيسي للمتقدرات هو إنتاج الـATP - وهو ما يتجلى في تواجد عدد كبير من البروتينات في غشائها الداخلي لهذا الغرض-. يحدث ذلك عبر أكسدة منتجات الغلوكوز الرئيسية: البيروفات والناد (NAD) اللذين يُنتَجان في العصارة الخلوية.[19] يُعرف هذا النوع من التنفس الخلوي بالتنفس الهوائي وهو يعتمد على تواجد الأكسجين. حين يكون الأكسجين محدودا تُستقلب نواتج الغلوكوز بواسطة التخمر اللاهوائي وهو عملية مستقلة عن المتقدرة.[19] إنتاج الـATP من الغلوكوز أعلى بحوالي 13 مرة في التنفس الهوائي مقارنة بإنتاجه في التخمر.[59] يمكن لمتقدرات النبات كذلك إنتاج كمية محدودة من الـATP من دون الأكسجين باستخدام ركيزة بديلة هي النتريت.[60] يعبر الـATP الغشاء الداخلي بمساعدة بروتين خاص يسمى مزفي نوكليوتيد الأدينين، ويعبر الغشاء الخارجي عبر البورينات، ويرجع الـADP إلى مطرس المتقدرة عبر نفس الطريق.

البيروفات ودورة حمض الستريك

جزيئات البيروفات الناتجة بواسطة عملية تحلل الجلوكوز تُنقل بشكل نشط عبر الغشاء الداخلي للمتقدرة إلى مطرسها أين تتم إما أكسدتها وتجميعها مع مرافق الإنزيم-أ لتشكيل ثنائي أكسيد الكربون، أسيتيل مرافق الإنزيم-أ والناد المختزل (NADH)،[19] أو كرسلتها (بواسطة كربوكسيلاز البيروفات) لتشكيل حمض أكسالوأسيتيك. التفاعل الأخير "يملأ" كمية الأوكسالوأسيتات في دورة حمض الستريك، وبذلك هو تفاعل تصليحي، يزيد من قدرة الدورة على استقلاب مرافق الإنزيم-أ حين ترتفع حاجة النسيج (كالعضلات) إلى الطاقة فجأة عبر نشاطها.[61]

في دورة حمض الستريك، يتم توليد جميع الجزيئات الوسيطة (حمض الستريك، حمض إيزوستريك، حمض ألفا-كيتوغلوتارات، حمض السكسينيك، حمض الفوماريك، حمض التفاح وحمض أكسالوأسيتيك) خلال كل لفة من الدورة. إضافة المزيد من أي جزيء من هذه الجزيئات الوسيطة إلى المتقدرة يعني بقاء الكمية المضافة منحفظة في الدورة، زيادة أي جزيء من الجزيئات الوسيطة بصفة فردية يتم تحويله إلى الجزيئات الوسيطة الأخرى، ولذلك فإن إضافة أي واحد منها إلى الدورة له تأثير تصليحي (ملأ) وإزالته له تأثير إفراغي. تفاعلات الملأ والإفراغ هذه[ملاحظة 5] تقوم أثناء حدوث الدورة بزيادة أو تخفيض كمية حمض أكسالوأسيتيك المتوفرة التي تتفاعل مع أستيل مرافق الإنزيم-أ لتشكيل حمض الستريك، وهذا بدوره يزيد أو يخفض معدل إنتاج الـATP بواسطة المتقدرة، وبذلك توفره في الخلية للقيام بنشاطاتها.[61]

ينتج أستيل مرافق الإنزيم-أ (أسيتيل كو-أ) من أكسدة حمض البيروفيك أو الأكسدة البيتائية للأحماض الدهنية، وهو الوقود (الركيزة) الوحيد الذي يدخل دورة حمض الستريك، وفي كل لفة من الدورة يُستهلك جزيء واحد من أستيل كو-أ مقابل كل جزيء حمض أكسالوأسيتيك متواجد في مطرس المتقدرة، ولا يتم تجديده أبدا. أكسدة جزء الأسيتات من أسيتيل كو-أ هو ما يُنتِج ثنائي أكسيد الكربون والماء، مع تخزين الطاقة المحررة على شكل ATP.[61]

في الكبد، كرسلة بيروفات العصارة الخلوية إلى أوكسالوأسيتات داخل المتقدرة هو خطوة أولى في مسار استحداث الجلوكوز الذي يحول حمض اللبنيك والألانين منزوع الأمين إلى غلوكوز،[19][61] تحت تأثير مستويات عالية من الغلوكاغون و/أو الأدرينالين في الدم.[61] هنا، إضافة حمض أكسالوأسيتيك إلى المتقدرة ليس له تأثير تصليحي لأنه تتم إزالة جزيء وسيط في دورة حمض الستريك (حمض التفاح) مباشرة من المتقدرة ليتم تحويله إلى حمض أكسالوأسيتيك في العصارة الخلوية والذي يحول في النهاية إلى غلوكوز، في عملية عكسية تقريبا لتحلل الجلوكوز.[61]

تتواجد إنزيمات دورة حمض الستريك في مطرس المتقدرة باستثناء نازع هيدروجين السكسينات المرتبط بغشاء المتقدرة الداخلي كجزء من المركب 2.[62] تؤكسِد دورة حمض الستريك أستيل كو-أ إلى ثنائي أكسيد الكربون وخلال هذه العملية تُنتِج عوامل مرافقة مختزلة (ثلاث جزيئات NADH وجزيء FADH2) هي مصدر الإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون، وجزيء GTP الذي يحول بسهولة إلى ATP.[19]

NADH وFADH2: سلسلة نقل الإلكترون

سلسلة نقل الإلكترون في الحيز بين الغشائي للمتقدرة.

طاقة الخزدلة من NADH وFADH2 تُنقل إلى الأكسجين (O2) في عدة مراحل عبر سلسلة نقل الإلكترون. يُنتَج هذان الجزيئان الغنيان بالطاقة داخل المطرس عبر دورة حمض الستريك، لكنهما يُنتجان كذلك في السيتوبلازم بواسطة تحلل الجلوكوز. يمكن نقل المتكافِآت المختزِلة من السيتوبلازم عبر نظام مكوك مالات-أسبارتات من البروتينات متعاكسة التنادل أو يتم إدراجها في سلسلة نقل الإلكترون باستخدام مكوك فوسفات الغليسرول.[19] تقوم المركبات البروتينية في الغشاء الداخلي: (نازعة هيدروجين NADH (يوبيكوينون)، مختزلة الإنزيم المرافق كيو - سيتوكروم سي، وأكسيداز سيتوكروم سي) بعملية النقل وتستخدم الطاقة المحررة في ضخ البروتونات (H+) إلى الحيز بين الغشائي. هذه العملية فعالة، لكن نسبة صغيرة من الإلكترونات يمكن أن تختزل الأكسجين بشكل مُبْتسر، مشكِّلة أنواع الأكسجين التفاعلي مثل فوق الأكسيد.[19] هذا يمكن أن يُسبب إجهاد تأكسدي في المتقدرة ويمكن أن يساهم في انخفاض وظيفة المتقدرة المرتبط بتقدم السن.[63]

مع زيادة تركيز البروتون في الحيز بين الغشائي، يتشكل مدروج كهروكيميائي عبر الغشاء الداخلي. يمكن أن تعود البروتونات إلى المطرس عبر مركب مخلقة الـATP وتُستخدم طاقتها الكامنة في تخليق الـATP من الـADP والفوسفات غير العضوي (Pi).[19] تسمى هذه العملية التناضح الكيميائي ووُصفت لأول مرة بواسطة بيتر ميتشل[64][65] الذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء على عمله، ولاحقا حصل بول بوير وجون ووكر على جائزة نوبل للكيمياء سنة 1997 لتوضيحهما آلية عمل مخلقة الـATP.[66]

إنتاج الحرارة

تحت ظروف معينة، يمكن للبروتونات معاودة الدخول إلى مطرس المتقدرة دون المساهمة في تخليق الـATP. تسمى هذه العملية بتسرب البروتون أو فك اقتران المتقدرة، وتحدث بسبب سهولة انتشار البروتونات إلى مطرس المتقدرة. ينتج عن هذه العملية تحرير طاقة كامنة غير مستخدمة خاصة بالمدروج الكهروكيميائي للبروتون على شكل حرارة.[19] تتوسط هذه العملية قناة بروتون تسمى ثيرموجينن أو UCP1.[67] الثيرموجينن هو بروتين وزنه الجزيئي 33 كدا واكتُشف أول مرة سنة 1973.[68] يتواجد الثيرموجينن أساسا في النسيج الدهني البني وهو مسؤول على توليد الحرارة غير المرتبط بالارتعاد. يتواجد النسيج الدهني البني لدى الثدييات ويكون في أعلى مستوياته في بداية حياة الحيوانات السباتية. لدى البشر، يتواجد النسيج الدهني البني عند الولادة ويتناقص مع العمر.[67]

تخزين أيونات الكالسيوم

صورة بالمجهر الإلكتروني النافذ لخلية غضروفية مصبوغة لتتبع الكالسيوم، تُظهر النواة (N) والمتقدرات (M).

يمكن أن تُنظِّم تراكيز الكالسيوم الحر في الخلية مجموعةً من التفاعلات وهي مهمة لتوصيل الإشارة في الخلية. يمكن للمتقدرات تخزين الكالسيوم مؤقتا وهي عملية مساهِمة في استتباب كالسيوم الخلية.[69][70] وقدرتها المتمثلة في الامتصاص السريع للكالسيوم لتحريره لاحقا تجعلها "دارئات عصارية خلوية" جيدة جدا للكالسيوم.[71][72][73] الشبكة الإندوبلازمية هي المخزن الرئيسي للكالسيوم،[44] ويوجد تآثر معتبر بين المتقدرة والشبكة الإندوبلازمية فيما يخص الكالسيوم.[74] يُمتص الكالسيوم إلى المطرس بواسطة المنادل الأحادي للكالسيوم الخاص بالمتقدرة الموجود في الغشاء الداخلي للمتقدرة،[75] ويحدث أساسا بسب جهد غشاء المتقدرة.[70] يمكن أن تحدث إعادة تحرير هذا الكالسيوم إلى داخل الخلية عبر بروتين مبادل كالسيوم-صوديوم أو عبر مسارات تحرير الكالسيوم المستحث بالكالسيوم.[75] هذا يمكن أن يولد نفائش أو موجات كالسيوم مع تغييرات كبيرة في جهد الغشاء، والتي يمكنها تنشيط سلسلة من بروتينات نظام الرسول الثاني التي يمكنها تنسيق عملياتٍ مثل تحرير النواقل العصبية في الخلايا العصبية وتحرير الهرمونات في الخلايا الصماوية.[76]

اتضح مؤخرا أن التدفق الداخلي لأيونات الكالسيوم Ca2+ إلى مطرس المتقدرة له دور في آليةٍ لتنظيم الطاقة الحيوية التنفسية عبر السماح للجهد الكهروكيميائي بين جانبي الغشاء "بالنبض" مؤقتا من سيطرة فرق الكمون الكهربائي (ΔΨ) إلى سيطرة الأس الهيدروجيني (PH) وهذا يسهل تخفيض الإجهاد التأكسدي.[77] في العصبونات، تعمل الزيادات المرافقة في كالسيوم العصارة الخلوية والمتقدرة على مزامنة النشاط العصبوني مع أيض الطاقة الخاصة بالمتقدرة. يمكن أن تصل مستويات كالسيوم مطرس المتقدرة حد عشرات ميكرو مول/ل، وهو مستوى ضروري لتنشيط نازعة هيدروجين الإيزوسيترات، وهو أحد الإنزيمات التنظيمية المفتاحية في حلقة كريبس.[78]

وظائف إضافية

تلعب المتقدرة دورا في العديد من الوظائف الأخرى مثل:

بعض وظائف المتقدرة تتم تأديتها في أنواع محدد من الخلايا، على سبيل المثال: تحتوي المتقدرات في خلايا الكبد على إنزيمات تمكنها من إزالة سمية الأمونيا، وهي فضلات من أيض البروتين. حدوث طفرات في الجينات التي تنظم هذه الوظائف يمكن أن يسبب أمراضا متقدرية.

تنظيم التكاثر الخلوي

تمت دراسة العلاقة بين التكاثر الخلوي والمتقدرات باستخدام خلايا هيلا السرطانية العنقية. تحتاج الخلايا الورمية إلى كمية كبيرة من الـATP في سبيل تخليق المركبات النشطة حيويا مثل الليبيدات، البروتينات والنوكليوتيدات من أجل نمو الخلية السريع.[88] يُولَّد معظم الـATP في الخلايا الورمية عبر الفسفرة التأكسدية.[89] أظهر اعتراض عملية الفسفرة التأكسدية توقفا في دورة الخلية وهذا يوحي بأن المتقدرات تلعب دورا في نمو الخلية وتكاثرها.[89] إنتاج الـATP في المتقدرة حياتيٌ كذلك بالنسبة لانقسام وتمايز الخلية أثناء العدوى[90] وذلك فضلا عن أهميته بالنسبة لوظائف الخلية الأساسية بما في ذلك تنظيم حجم الخلية، تركيز المذاب ومعمارية الخلية.[91][92][93] تختلف مستويات الـATP بين مختلف مراحل دورة الخلية وهذا يشير إلى علاقة بين توفر الـATP وقدرة الخلية على الدخول في دورة خلوية جديدة.[94] دور الـATP في الوظائف الأساسية للخلية يجعل دورة الخلية حساسة للتغيرات في توافر الـATP المخلق في المتقدرة. يدعم اختلاف مستويات الـATP في المراحل المختلفة من دورة الخلية فرضية أن المتقدرات تلعب دورا مهما في تنظيم دورة الخلية. رغم أن هذه الآليات الخاصة بين المتقدرات وتنظيم دورة الخلية لم يتم فهمها بعد، أظهرت دراسات أن نقاط مراقبة دورة الخلية قليلة الطاقة تراقب قدرة الطاقة قبل الشروع في دورة أخرى من الانقسام الخلوي.[11]

الجينوم

دنا المتقدرة البشري الدائري، يحتوي جينومه على 16569 زوج قاعدي ويشفر 37 جينا، 28 منها على السلسلة H و9 على السلسلة L.

تحتوي المتقدرات على جينومها الخاص التي حصلت عليه من البكتيريا عن طريق التعايش الجواني. مع ذلك، جينوم المعايش الجواني السلف فقد معظم جيناته لدرجة أن جينوم المتقدرة (متقدروم) أصبح أقل الجينومات احتواء على الجينات بين الكائنات.

الجينوم المتقدري البشري هو جزيء دنا دائري يتكون من حوالي 16 ألف زوج قاعدي،[95] ويشفِّر 37 جينا: 13 وحدة فرعية من المركبات التنفسية 1 و3 و4 و5، 22 رنا ناقل متقدري (للعشرين حمض أميني القياسية بالإضافة إلى جينين إضافيين لليوسين والسيرين و2 للرنا الريبوسومي.[95] يمكن أن تحتوي متقدرة واحدة على نسختين إلى عشر نسخ من الدنا الخاص بها.[96]

لدى بدائيات النوى، توجد نسبة كبيرة من الدنا المشفِّر للبروتين وغياب للتكرارات. تُنسخ جينات المتقدرة كنسخ متعددة الجينات والتي تُقص بعدها وتُضاف إليها ذيول عديد الأدينين لإنتاج عدة نسخ رنا رسول ناضجة. لاتُشفَّر جميع البروتينات الضرورية في المتقدرة بواسطة جينومها، بل معظمها يُشفر بواسطة جينات في نواة الخلية ويتم نقل البروتينات الناتجة إلى المتقدرة.[35] عدد الجينات الدقيق الموجودة في جينوم النواة والمتقدرة يختلف بين الأنواع. معظم جينومات المتقدرة دائرية مع وجود استثناءات تم الإبلاغ عنها.[97] بشكل عام، يفتقد دنا المتقدرة الإنترونات، كما هو الحال في جينوم المتقدرة البشري،[35] مع ذلك لوحِظ وجود الإنترونات في دنا المتقدرة الخاص ببعض حقيقيات النوى[98] مثل الخميرة[99] والطلائعيات[100] منها ديكتيوستيليوم دسكويديوم.[101] تتواجد التسلسلات المشفِّرة للرنا الناقل بين المناطق المشفِّرة للبروتين، وأثناء النسخ تتخذ جزيئات الرنا الناقل شكل حرف L الذي تتعرف عيه إنزيمات معينة وتقصه. لجينات الرنا الناقل المتقدري تسلسللات تختلف عن تسلسلات الرنا الناقل النووي، لكن تم العثور على نظائر لجزيئات الرنا الناقل المتقدرية في الكروموسومات النووية ذات تسلسل عالي التماثل.[102]

لدى الحيوانات، جينوم المتقدرة هو عادة كرموسومٌ دائريٌ وحيدٌ طوله حوالي 16 ألف زوج قاعدي ويحتوي 37 جينا. هذه الجينات عالية الانحفاظ يمكن أن تختلف في مواضعها. هذا النمط غير متواجد لدى قمل الإنسان، وبدل ذلك جينومها مرتب في 18 كروموسوم صغير، طول كل واحد منها حوالي 3-4 ألف زوج قاعدي ويشفِّر من جين إلى ثلاث جينات.[103] هذا النمط متواجد كذلك لدى القمل الماص ولكن ليس لدى قمل العاض، وسبب هذا الاختلاف في نمط دنا المتقدرة غير معروف. لوحظ حدوث إعادة التركيب الجيني بين الكروموسومات الصغيرة.

كود جيني بديل

استثناءات للشيفرة الجينية القياسية في المتقدرات.[18]
الكائن الكودون التشفير القياسي تشفير المتقدرة
الثدييات AGA, AGG أرجنين كودون توقف
الفقاريات AGA, AGG أرجنين سيرين
الفطريات CUA ليوسين ثريونين
جميع الأنواع بالأعلى AUA إيزوليوسين ميثيونين
UGA كودون توقف تريبتوفان

رغم التنبؤِ باختلافات طفيفة في الشيفرة الجينية القياسية سابقا،[104] إلا أنه لم يُكتشف أي منها حتى سنة 1979 حين اكتشف باحثون يدرسون جينات المتقدرة البشرية أنهم استخدموا شيفرة بديلة.[105] مع ذلك، متقدرات حقيقيات النوى -بما في ذلك معظم النبات- تستخدم الشيفرة القياسية.[106] تم اكتشاف العديد من التغيرات الطفيفة منذ ذلك الحين،[107] بما في ذلك العديد من الشيفرات البديلة في المتقدرات.[108] زيادة على ذلك، الكودونات: AUA وAUC وAUU جميعها كودونات تسمح ببدء النسخ.

يجب أن تُعتبر بعض هذه الاختلافات تغيُّرات كاذبة في الشيفرة الجينية بسبب ظاهرة تحرير الرنا الشائعة في المتقدرات. لدى النباتات العليا، يُعتقد أن الكودون CGG يشفِّر الحمض الأميني تريبتوفان وليس الأرجنين، لكن اكتُشِف أن الكودون في الرنا المعالَج هو UGG وهذا يتوافق مع الشيفرة الجينية القياسية للتريبتوفان.[109] الشيفرة الجينية لمفصليات الأرجل خضعت لتطور موازي داخل شعبة معينة، حيث تترجِم بعض الكائنات بشكل فريد الكودون AGG إلى لايسين.[110]

تطور وتنوع

تملك جينومات المتقدرة عدد جينات أقل بكثر من جينات البكتيريا والتي يُعتقد أن المتقدرة انحدرت منها. رغم أن بعض هذه الجينات فُقِد نهائيا، تم نقل العديد من الجينات الأخرى إلى النواة مثل جينات الوحدات الفرعية للمركب التنفسي 2.[95] يُعتقد أن هذا الأمر شائع نسبيا خلال زمن التطور. تملك بعض الكائنات مثل الكريبتوسبوريديوم متقدرات لا تحتوي على أية جزيئات دنا، وهذا على الأرجح لأن جميع جيناتها فُقِدت أو تم نقلها إلى النواة.[111] في الكريبتوسبوريديوم، للمتقدرات نظام تخليق ATP مختلف يجعل من هذا الكائن الطفيلي مقاوما للعديد من مثبطات المتقدرة الكلاسيكية مثل سيانيد، أزيد وأتوفاكوين.[111]

تضاعف وتوريث

تنقسم المتقدرة بواسطة الانقسام الثنائي، بشكل مماثل لانقسام خلية البكتيريا،[112] ويختلف تنظيم هذا الانقسام بين حقيقيات النوى. يرتبط نمو وانقسام العديد من حقيقيات النوى أحادية الخلية بدورة الخلية لديها، على سبيل المثال: يمكن أن تنقسم متقدرة واحدة في وقت متزامن مع النواة، ويجب أن تُراقَب عملية الانقسام والانفصال هذه بإحكام لكي تحصل كل خلية بنت على متقدرة واحدة على الأقل. لدى حقيقيات النواة الأخرى كالثدييات مثلا، يمكن للمتقدرات مضاعفة الدنا الخاص بها والتضاعف استجابة لاحتياجات الخلية من الطاقة، بدل أن يحدث ذلك بشكل متزامن مع دورة الخلية. تنمو المتقدرات وتنقسم حين ترتفع احتياجات الخلية من الطاقة، وحين يكون استخدام الطاقة منخفضا تُفكَّك المتقدرات أو تصبح غير نشطة. لدى حقيقيات النوى هذه -وعلى عكس حقيقيات النوى وحيدة الخلية- يبدو أن تقسيم المتقدرات بين الخلايا البنت يكون عشوائيا أثناء انقسام السيتوبلازم. كشف فهمُ ديناميكية المتقدرة -التي توصف على أنها موازنة بين اندماج وانقسام المتقدرة- أن التغيرات الوظيفية والبنيوية في مورفولوجية المتقدرة عوامل مهمة في أسباب الأمراض المرتبطة بالعديد من الحالات المرضية.[113]

اعتمدت فرضية الانقسام الثنائي للمتقدرة على تصويرٍ بواسطة المجهرية الفلورية وبواسطة المجهرية الإلكترونية النافذة التقليدية. دقة المجهرية الفلورية حوالي 200 نانومتر وهي غير كافية لتمييز التفاصيل البنيوية مثل غشاء المتقدرة المضاعف اثناء انقسام المتقدرة أو حتى تمييز المتقدراتفرديا حين تكون مجموعة منها على مقربة من بعضها. المجهرية الإلكترونية النافذة التقليدية لديها بعض المحدوديات التقنية في التأكد من انقسام الخلية. استُخدِم التصوير المقطعي البردي الإلكتروني حديثا لتصوير انقسام المتقدرة في خلايا مجمدة مميهة سليمة، وتم اكتشاف أن المتقدرات تنقسم عبر التبرعم.[114]

على عكس الدنا النووي (يسار)، دنا المتقرة يُورث من أحد الوالدين فقط، وغالبا ما تكون الأم.

جينات متقدرة واحدة لا تتم وراثتها بنفس آلية الجينات الموجودة في النواة، فعادة ما تُورث المتقدرات من أحد الوالدين فقط. لدى البشر، حين تُخصَّب بويضة بواسطة نطفة تُساهم نواة البويضة ونواة النطفة بالتساوي في المحتوى الجيني لنواة اللاقحة (الزيجوت). على عكس ذلك لدى المتقدرات عادة ما يأتي دنا المتقدرة من البويضة فقط. متقدرات النطفة تدخل البويضة لكنها لا تساهم بالمعلومات الجينية للجنين.[115] بدل ذلك، تُعلَّم متقدرات الأب بواسطة اليوبيكويتين لتحديدها لاحقا من أجل تدميرها داخل الجنين.[116] تحتوي البويضة على عدد قليل نسبيا من المتقدرات، لكن هذه المتقدرات هي من تنجو وتنقسم لتستعمر خلايا الكائن البالغ. نتيجة لذلك -وفي معظم الحالات- تورث المتقدرات من الأمهات، وهو نمط يُعرف باسم الوراثة الأمومية ويتواجد لدى معظم الكائنات بما في ذلك معظم الحيوانات. مع ذلك، يمكن أن تورَث المتقدرات لدى بعض الأجناس عن طريق الأب، وهو الحال لدى بعض النباتات المخروطية باستثناء أشجار الصنوبر والطقسوس.[117] بالنسبة لبلحيات البحر، تحدث الوراثة الأبوية فقط بين ذكور هذه الأجناس.[118][119][120] تم اقتراح أن وراثة المتقدرات من الأب لدى البشر تحدث بنسبة صغيرة جدا.[121] واقتُرح سنة 2012 في مجلة علم الأحياء الحالي أن المتقدرات التي تخفض مدة حياة الذكر تبقى في النظام لأنها تورث من الأم فقط. في المقابل يُزيل الاصطفاء الطبيعي المتقدرات التي تخفض من عمر الإناث، وعليه انتقال مثل تلك المتقدرات إلى الجيل التالي ضعيف جدا، وهذا قد يوحي بأن إناث البشر وإناث الحيوانات تميل للعيش أطول من الذكور، ويدعي كُتّاب هذه الورقة أن هذا تفسير جزئي لكون النساء تعيش متوسط عمر أكبر بخمس إلى ستة أعوام من الرجال.[122][123]

تؤدي الوارثة من أحد الأبوين فقط إلى فرصة ضعيفة لحدوث إعادة التركيب الجيني بين مختلف سلالات المتقدرات، رغم أن متقدرة واحدة يمكن أن تحتوي على 2-10 نسخة من الدنا الخاص بها.[96] لهذا السبب، يُعتقد أن دنا المتقدرة يتضاعف بواسطة انقسام ثنائي. توجد دراسات تُظهر أدلة على حدوث إعادة التركيب الجيني في دنا المتقدرة، ومن الواضح أن الإنزيمات الضرورية لهذه العملية متواجدة في خلايا الثدييات.[124] زيادة على ذلك، تقترح أدلة أنه يمكن لمتقدرات الحيوانات أن تخضع لعملية إعادة التركيب الجيني.[125] البيانات خلافية حول حدوثها لدى البشر، رغم وجود دليل غير مباشر على حدوثها.[126][127] إن كانت إعادة التركيب الجيني لا تحدث، فإن جميع تسلسل دنا المتقدرة يمثل نمطا فردانيا واحدا، وهذا أمر مفيد في دراسة التاريخ التطوري للتجمعات السكانية.

الكائنات التي تخضع للوراثة من أحد الأبوين فقط والتي يوجد فيها إعادة تركيب جيني صغير أو منعدم يمكن أن تكون عرضة لسقاطة مولر، وهي تراكمٌ غير القابل للعكس للطفرات المؤذية حتى فقدان الوظيفة. تتجنب المتقدرات لدى الحيونات هذا المصير عبر عملية تطورية تُعرف عنق زجاجة دنا المتقدرة. يستغل عنق الزجاجة عمليات العشوائية في الخلية لزيادة اختلاف الخلية-إلى-الخلية في كمية الطافر مع تطور الكائن: تُنتِج بويضة واحدة ذات نسبة معينة من دنا المتقدرة الطافر جنينًا تملك فيه مختلف الخلايا كميات طافر مختلفة. بعد ذلك يعمل مستوى اصطفاء الخلية على إزالة الخلايا التي تحتوي على دنا المتقدرة الأكثر طفورا، وهذا يؤدي إلى استقرارٍ أو تخفيضٍ لكمية الطافر بين الأجيال. الآلية خلف عملية عنق الزجاجة محل نقاش،[128][129][130] مع وجود دراسات رياضياتية وتجريبية تلوية توفر أدلة على توليفة لتجزئة عشوائية لدنا المتقدرة أثناء الانقسام الخلوي مع تقلبِ (تجدد) جزيئات دنا المتقدرة عشوائي داخل الخلية.[131]

ترميم الدنا

يمكن للمتقدرة ترميم الدنا المتضرر بالأكسدة بواسطة آليات مماثلة لتلك التي تحدث في نواة الخلية. تشفَّر البروتينات المستخدمة في ترميم دنا المتقدرة بواسطة الجينات النووية، ويتم نقلها إلى المتقدرات. تشمل مسارات ترميم الدنا في متقدرات الثدييات: ترميم استئصال القاعدة، ترميم شرخ السلسلة المزدوجة، العكس المباشر وترميم الدنا غير المتطابق.[132][133] يمكن تجاوز تضرر الدنا بدل إصلاحه وذلك بواسطة تخليق عبر-الرابطة. من بين مختلف المسارات المتعددة لترميم الدنا في المتقدرة، يُعتبر ترميم استئصال القاعدة أكثر المسارات التي تمت دراستها بشكل شامل.[133] يحدث ترميم استئصال القاعدة بواسطة سلسلة من الخطوات المحفَّزة إنزيميا والتي تشمل التعرف على قاعدة الدنا المتضررة وإستئصالها، إزالة الموقع اللاخطوي الناتج، إنهاء المعالجة، ملأ الفراغ والربط. أحد الأضرار الشائعة في دنا المتقدرة والذي يرمم بواسطة استئصال القاعدة هو 8-أوكسو غوانين الناتج عن أكسدة الغوانين.[134]

تُرمَّم شروخ السلسلة المزدوجة بواسطة ترميم التأشيب المتماثل في كل من دنا المتقدرة الخاص بالثدييات[135] والنبات.[136] يمكن أن ترمم كذلك شروح السلسلة المزدوجة في دنا المتقدرة بواسطة ربط النهاية المتوسط بالتنادد المكروي.[137] رغم وجود دليل على عمليات الترميم بالعكس المباشر وترميم الدنا غير المتطابق في دنا المتقدرة، لا تزال هذه العمليات غير موصوفة ومحددَّة الخصائص بشكل جيد.[133]

انعدام دنا المتقدرة

تملك خلايا حقيقيات النوى في العادة دنا المتقدرة، لكن توجد متقدرات لا تملك دنا خاصا بها مثل تلك المتواجدة لدى الطفيليات البحرية السوطيات الدوارة من جنس أمويِبوفيرا، يملك هذا الكائن الدقيق -أ.سيراتي- متقدرات وظيفية ينعدم فيها الدنا.[138] جينوم المتقدرات الخاص بالأجناس قريبة الصلة من هذا الجنس مازال يحتوي على ثلاث جينات، لكن لدى أ.سيراتي لا يوجد سوى جين متقدرة واحد -هو الوحدة الفرعية 1 من أكسيداز السيتوكروم سي- وقد تم نقله إلى جينوم النواة.[139]

دراسات الوراثيات السكانية

عبر اصطفاء أو انحراف عشوائي، خط النسل الأنثوي يرجع إلى أنثى واحدة، مثل حواء الميتوكوندرية. في هذا المثال وعبر خمسة أجيال، تمثل الألوان خطوط نسل أمومية منقرضة، وينحدر خط النسل الأمومي الأسود من دنا المتقدرة الخاص بأحدث سلف مشترك.

الغياب شبه التام لإعادة التركيب الجيني في دنا المتقدرة يجعله مصدرا مفيدا للمعلومات للعلماء المختصين في الوراثيات السكانية وفي علم الأحياء التطوري.[140] لأن جميع دنا المتقدرة يورث كوحدة واحدة -أو نمط فرداني- يمكن للعلاقات بين دنا المتقدرة لمختلف الأفراد أن تُمثل كشجرة جينية، ويمكن أن تُستخدم الأنماط في هذه الأشجار لاستنتاج التاريخ الطوري للجمهرات السكانية. والمثال الكلاسيكي على ذلك في علم الوراثة التطوري البشري، أين يمكن استخدام الساعة الجزيئية لتوفير تاريخ حديث لحواء الميتوكوندرية.[141][142] يفسَّر هذا غالبا على أنه سند قوي لنظرية انتشار البشر الحديث من إفريقيا.[143] مثال بشري آخر هو سَلسَلة دنا المتقدرة من عظام النياندرتال. فُسِّر البعد التطوري الكبير نسبيا بين تسلسلات دنا المتقدرة الخاص بالنياندرتال والإنسان الحي حاليا بعدم حدوث تهجين وتزاوج بينهما.[144]

مع ذلك لا يعكس دنا المتقدرة سوى تاريخ الإناث في التجمع السكاني ولهذا يمكن أن لا يمثل تاريخ التجمع السكاني ككل. يمكن التغلب على هذا الإشكال جزئيا عبر استخدام التسلسلات الجينية الأبوية مثل المنطقة التي لا تخضع لإعادة التركيب الجيني في الكروموسوم Y.[143] بشكل عام، لا يمكن سوى للدراسات التي تشمل الدنا النووي أيضا تقديم تاريخ تطوري شامل للتجمعات السكانية.[145]

أبلغت قياسات حديثة للساعة الجزيئية لدنا المتقدرة[146] عن حدوث طفرة واحدة كل 7884 سنة منذ عهد أحدث سلف مشترك بين البشر والقرود، وهو ما يتوافق مع تقديرات معدل طفرات الدنا الصبغي الجسمي (10−8 لكل قاعدة لكل جيل).[147]

الاضطراب الوظيفي والمرض

أمراض المتقدرة

تضرُّرُ المتقدرات والخلل الوظيفي الناتج عن ذلك عامل مهم في مجموعة من الأمراض البشرية وذلك بسبب تأثيرها في أيض الخلية. عادة ما تتجلى الاضطرابات المتقدرية على أنها اضطرابات عصبية مثل التوحد.[17] كما يمكنها أن تتجلى على شكل: اعتلال عضلي، السكري، اعتلال الغدد الصماء المتعدد، والعديد من الاضطرابات الجهازية الأخرى.[148] تشمل الأمراض التي تحدث بسبب طفرة في دنا المتقدرة: متلازمة كيرنز ساير، متلازمة ميلاس واعتلال ليبر العصبي البصري الوراثي.[149] في معظم الحالات، تنتقل هذه الأمراض بواسطة الأم إلى أبنائها وذلك لأن اللاقحة تحصل على متقدراتها -ومنه دنا المتقدرة- من البويضة. يُعتقد أن سبب أمراضٍ مثل: متلازمة كيرنز ساير، متلازمة بيرسون وشلل العين التقدمي الخارجي المزمن يعود إلى إعادات تنظيم دنا المتقدرة واسعة النطاق، بينما أمراض أخرى مثل: متلازمة ميلاس، اعتلال ليبر العصبي البصري الوراثي، الصرع الرمعي العضلي ذو الألياف الرثة (MERRF) وأخرى سببها طفرات نقطية في دنا المتقدرة.[148]

صورة مجهرية تُظهر ألياف حمراء رثة وممزقة، وهو أمر يحدث في مختلف أنواع أمراض المتقدرة، الصورة خزعة عضلية مصبوغة بصباغ ثلاثي الكروم لجوموري.

في أمراض أخرى، تؤدي عيوب في الجينات النووية إلى الاختلال الوظيفي لبروتينات المتقدرة، وهي الحالة في: رنح فريدريخ، الشلل النصفي التشنجي الموروث وداء ويلسون.[150] تورث هذه الأمراض بطريقة سيادية، وهو ما ينطبق على معظم الأمراض الوراثية الأخرى. يمكن لمجموعة متنوعة من الاضطرابات أن تحدث بواسطة طفرات نووية لإنزيمات الفسفرة التأكسدية مثل عوز مرافق الإنزيم Q10 ومتلازمة بارث.[148] يمكن أن تتآثر المؤثرات البيئية مع الاستعدادات الوراثية وتسبب مرضا متقدريا. على سبيل المثال قد يكون هنالك رابط بين التعرض لمبيد آفات والإصابة اللاحقة بمرض باركنسون.[151][152] من الأمراض الأخرى التي من أسبابها الاختلال الوظيفي للمتقدرة: الفصام، الاضطراب ثنائي القطب، الخرف، مرض آلزهايمر،[153] مرض باركنسون، الصرع، السكتة الدماغية، الأمراض القلبية الوعائية، متلازمة التعب المزمن، التهاب الشبكية الصباغي والسكري.[154][155]

يلعب الإجهاد التأكسدي المتوسَّط بالمتقدرة دورا في اعتلال عضلة القلب في سكري النوع الثاني. زيادة توصيل الأحماض الدهنية إلى القلب تزيد من استهلاك الخلايا العضلية القلبية لها، وتنتج عن ذلك زيادةٌ في أكسدة الأحماض الدهنية في هذه الخلايا. تزيد هذه العملية من المتكافِآت المختزِلة المتوفرة لسلسلة نقل الإلكترون في المتقدرة، ما يزيد في النهاية من إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلي (ROS). تزيد أنواع الأكسجين التفاعلي من بروتينات فك اقتران (UCP) وتقوي تسرب البروتون عبر مزفي نوكليوتيد الأدينين (ANT)، وهي توليفة تفك اقتران المتقدرات. بعد ذلك، يزيد فك الاقتران من استهلاك المتقدرات للأكسجين، ما يزيد من أكسدة الأحماض الدهنية، وهو ما يُنشِئ دورة ضارة من فك الاقتران، ورغم زيادة استهلاك الأكسجين لا يزيد إنتاج الـATP بشكل متناسب لأن المتقدرات مفكوكة الاقتران. ينتج عن التوفُّر القليل للـATP في النهاية عوز في الطاقة يتجلى في فعاليةٍ قلبيةٍ منخفضةٍ واختلال وظيفي في الانقباض. ما يزيد من تعقيد المشكل هو أن تحرير الشبكة الإندوبلازمية العضلية المعتل للكالسيوم وانخفاض استرداد المتقدرة له يحد من ذروة مستويات العصارة الخلوية من أيون مهم أثناء الانقباض. يزيد التركيز المنخفض للكالسيوم داخل المتقدرة من نشاط نازعة الهيدروجين وتخليق الـATP. لذلك بالإضافة إلى انخفاض تخليق الـATP بسبب أكسدة الأحماض الدهنية، يتعرض تخليق الـATP للاعتلال بسبب تأشير الكالسيوم الضعيف وهذا يسبب مشاكل قلبية لمرضى السكري.[156]

علاقة محتملة بالشيخوخة

نظرا لدور المتقدرة كمركز لتوليد الطاقة في الخلية، يمكن أن يكون هنالك بعض التسرب لإلكتروناتٍ عالية الطاقة في السلسلة التنفسية لتشكيل أنواع الأكسجين التفاعلي. ويُعتقد أن هذا يمكن أن يُنتِج إجهادا تأكسديا معتبرا في المتقدرات ذات المعدل العالي في طفرات الدنا المتقدري الخاص بها.[157] فرضية وجود روابط بين الشيخوخة والإجهاد التأكسدي ليست جديدة وتم اقتراحها سابقا سنة 1956،[158] ثم ظهرت نسخة محسنة منها باسم نظرية الجذور الحرة المتقدرية للشيخوخة.[159] يُعتقد أن دورة ضارة تحدث -بينما يؤدي الإجهاد التأكسدي إلى طفرات في دنا المتقدرة- والتي يمكن أن تؤدي إلى اضطرابات إنزيمية والمزيد من الإجهاد التأكسدي.

يمكن أن يحدث عدد من التغيرات في المتقدرة أثناء عملية التشيخ.[160] تُظهر أنسجة من المرضى كبار السن انخفاضا في النشاط الإنزيمي لبروتينات السلسلة التنفسية.[161] ومع ذلك دنا المتقدرة الطافر لم يوجد سوى في 0.2% من الخلايا العتيقة جدا.[162] افتُرِض أن الحذف الكبير في جينوم المتقدرة يؤدي إلى مستويات عالية من الإجهاد التأكسدي وموت الخلايا العصبية في مرض باركنسون.[163]

في الثقافة الشعبية

في رواية الفنتازيا العلمية لمادلين لانغل الصادرة سنة 1973 المعنونة "ريح في الباب"، متقدرات الشخصية الرئيسية تشارلز والاس موري تسكنها مخلوقات تعرف باسم "فاراندولاي". وفي الرواية كذلك تسافر شخصيات أخرى داخل متقدرات موري.

في رواية أدب الرعب "الطفيلي إيف" بواسطة الكاتب هيداكي سينا، تُصوَّر المتقدرات على أنها تملك بعض الوعي وقدرات التحكم في العقل، وتحاول استخدام هذه القدرات لتجاوز حقيقيات النوى في كونها هيئة الحياة السائدة. تم تبني هذه الرواية في فلم ولعبة فيديو ولعبة ثانية مبنية جميعها على افتراض مماثل.

في سلسلة أفلام حرب النجوم، تمنح الكائنات الدقيقة التي يشار إليها باسم "ميدي-كلوريانز" بعض الشخصيات القدرة على الإحساس بالقوة واستخدامها. جورج لوكاس مخرج فيلم 1999 حرب النجوم الجزء الأول: تهديد الشبح الذي تم فيه تقديم الميدي-كلوريانز، وصف هذه الأخيرة بأنها "تمثيل عام غير دقيق للمتقدرات".[164] البكتيريا غير الخيالية ميديكلوريا حصلت على اسمها لاحقا من الميدي-كلوريانز الخاصة بفيلم حرب النجوم.

كنتيجة لاشتهار المتقدرة في التعليم العلمي الحديث الأمريكي، أصبحت عبارة "المتقدرات هي مركز طاقة الخلية" ميم إنترنت.[165]

الأصل والتطور

يُعتبر تطوُّر الخلايا حقيقية النواة ـ التي تحتوي على نواة ومناطق حيّزية مغلفة بالغشاء ـ واحدًا من أكثر الأحداث الغامضة في تطور الحياة على سطح الأرض. وقد شكَّل ظهور الميتوكوندريا نقلة حاسمة في هذه العملية؛ إذ يُعتقد أن هذه العضيّات قد تشكلت حين بدأت خلية بكتيرية العيشَ داخل خلية مضيفة بدائية، ما يُعَدّ أحد أشكال التعايش الداخلي، وهو بمثابة علاقة منفعة متبادلة، يعيش فيها كائن حي بداخل كائن آخر. مِن المعتقَد أن البكتيريا قد زوّدت الخلية المضيفة بكمية إضافية من الطاقة، ومن ثم نتجتْ عن التفاعل بينهما خليّة حقيقية النواة، احتوت على جينات، يعود أصلها إلى كل من الخلية البدائية، والبكتيريا. قدّما الباحثان بيتيس وجابالدون بحثهما [166] على أن الخلية المضيفة التي تطوَّرت منها حقيقيات النوى كانت تحتوي في الأصل على جينات تعود إلى مجموعة مختلفة من المصادر، وذلك قبل التعايش الداخلي للميتوكوندريا؛ ما يشير إلى أن الميتوكوندريا تطورت في وقت لاحق لعملية تطور حقيقيات النوى عما كان يُعتقد في السابق.

تاريخ البحث والاكتشاف

نُشرت أول ملاحظات لهياكل داخل خلوية اعتُقد أنها تمثل المتقدرات في عقد 1840.[167] وفي سنة 1890 حدد ريتشارد ألتمان هذه الهياكل على أنها عضيات خلوية وسماها "بيوبلاست".[166][168] صيغ المصطلح الأجنبي "ميتوكوندريا" بواسطة كارل بيندا سنة 1898.[166][169] واكتشف ليونور ميخائيلس إمكانية استخدام خضرة يانوس بي كملون فوق حيوي للمتقدرات سنة 1900. في سنة 1904 قام فريدريش ميفيس بأول ملاحظة مسجلة للمتقدرات في خلايا نبات الزنبق الأبيض "النيلوفر الأبيض"[166][170] وفي سنة 1908 اقترح -مع كلوديوس ريغو- أنها تحتوي على بروتينات وليبيدات. بنجامين كينغسبري هو أول من ربط المتقدرات بتنفس الخلية سنة 1912، لكن بشكل شبه حصري عبر ملاحظات مورفولوجية.[166] في سنة 1913، ربط أوتو فاربورغ جسيماتٍ من مستخلصاتِ كبد الكابياء الخنزيرية بالتنفس، والتي سُميت "غرانا". فاربورغ وهاينريش فيلاند -الذي افترض وجود آلية مماثلة- اختلفا على الطبيعة الكيميائية للتنفس. واستغرق الأمر حتى سنة 1925 عندما اكتشف ديفيد كيلين السيتوكرومات ليتم وصف السلسلة التنفسية.[166]

أثبتت تجارب أجريت سنة 1939 باستخدام خلايا عضلية مفرومة أن التنفس الخلوي باستخدام ذرة أكسجين واحدة يمكن أن يشكل جزيئتي ATP، وفي سنة 1941 طور فريتس ليبمان مفهوم أن روابط الفوسفات في الـATP هي شكل من الطاقة في الأيض الخلوي. في الأعوام التالية، أكتُشفت تفاصيل أكثر حول التنفس الخلوي، رغم أن علاقته مع المتقدرات لم تكن معروفة.[166] سمح ابتكار تجزيء النسيج بواسطة ألبير كلود بعزل المتقدرات من بقية أجزاء الخلية وإجراء الدراسات عليها وحدها، واستنتج ألبير كلود سنة 1946 أن سيتوكروم أكسيداز وإنزيمات أخرى مسؤولة عن السلسلة التنفسية تتواجد في المتقدرات. اكتشف يوجين كينيدي وألبرت ليننغر سنة 1948 أن المتقدرات هي موقع الفسفرة التأكسدية لدى حقيقيات النوى، ومع مرور الوقت تم تطوير طريقة التجزيء أكثر وتحسنت جودة المتقدرات المستخلصة وتم اكتشاف تواجد عناصر أخرى من السلسلة التنفسية في المتقدرات.[166]

ظهرت أول صورة عالية الدقة بالمجهر الإلكتروني سنة 1952، وأصبحت الطريقة الأفضل في تصوير المتقدرات بدل صباغ خضرة يانوس.[166] أدى هذا إلى تفاصيل أكثر دقة في بنية المتقدرات، بما في ذلك التأكيد على أنها محاطة بغشاء، وكشف المجهر الإلكتروني كذلك وجود غشاء ثاني داخل المتقدرات والذي يتطوى في تلافيف تقسِّم الغرفة الداخلية للمتقدرة، وأظهر أن حجم المتقدرات وشكلها يختلف من خلية إلى أخرى. صيغ المصطلح الشهير "مركز طاقة الخلية" بواسطة فيليب سيكيفيتز سنة 1957.[9] وفي سنة 1967 اكتُشف أن المتقدرات تحتوي على ريبوسومات،[171] وفي سنة 1968 طُوِّرت طرق لموضعة جينات المتقدرة، واكتملت الخريطة الجينية والفيزيائية لدنا متقدرة الخميرة سنة 1976.[166]

مقالات ذات صلة

ملاحظات

  1. بالإنجليزية rotenone-insensitive NADH-cytochrome c-reductase
  2. بالإنجليزية fatty-acid—CoA ligase
  3. بالإنجليزية Ca2+ puffs
  4. بالإنجليزية tunneling وتعني إدخال الكالسيوم في أنابيب (أنفاق) غشاء الشبكة الإندوبلازمية المرتبط بالمتقدرة MAM
  5. بالإنجليزية anaplerotic and cataplerotic reactions وهي تفاعلات إضافة أو إزالة المستقلبات -وهي جزيئات وسيطة- من مسارات استقلابية مثل دورة حمض الستريك

مراجع

  1. المعجم الطبي الموحد - تصفح: نسخة محفوظة 10 سبتمبر 2017 على موقع واي باك مشين.
  2. الكلمة مشتقة من فعل تَقَدَّرَ مطاوع قَدَّرَ، يقال تقدر عليه الشيء أي جاء على مقداره وتقدر له الشيء أي تهيأ له فعله. لا يبدو وجه التسمية واضحا وعليه فالظاهر أن لفظة المتقدرة اتخذت لمواءمة لفظة الميتوكندري
  3. علم الأحياء، بواسطة بيتر هـ. ريفن،جورج ب. جونسون،جوناثان ب. لوسوس،كينيث أ. ماسون،سوزان ر. سنجر، صفحة 568. نسخة محفوظة 30 نوفمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  4. الميتوكُندري كلمة أجنبية مركبة من لفظتين إغريقيتين ميتُس "خَيط" وكُندرِيُن "حُبَيبة". و"الحبيبة الخيطية" مترجمة اقتراضية لها.
  5. Henze K, Martin W (November 2003). "Evolutionary biology: essence of mitochondria". Nature. 426 (6963): 127–128. Bibcode:2003Natur.426..127H. doi:10.1038/426127a. PMID 14614484.
  6. Karnkowska A, Vacek V, Zubáčová Z, Treitli SC, Petrželková R, Eme L, Novák L, Žárský V, Barlow LD, Herman EK, Soukal P, Hroudová M, Doležal P, Stairs CW, Roger AJ, Eliáš M, Dacks JB, Vlček Č, Hampl V (May 2016). "A Eukaryote without a Mitochondrial Organelle". Current Biology. 26 (10): 1274–1284. doi:10.1016/j.cub.2016.03.053. PMID 27185558.
  7. "mitochondria". قاموس علم اشتقاق الألفاظ. مؤرشف من الأصل في 9 ديسمبر 2016.
  8. Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall.  . مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر 2018.
  9. Siekevitz P (1957). "Powerhouse of the cell". ساينتفك أمريكان. 197 (1): 131–140. Bibcode:1957SciAm.197a.131S. doi:10.1038/scientificamerican0757-131.
  10. Wiemerslage L, Lee D (March 2016). "Quantification of mitochondrial morphology in neurites of dopaminergic neurons using multiple parameters". Journal of Neuroscience Methods. 262: 56–65. doi:10.1016/j.jneumeth.2016.01.008. PMC . PMID 26777473.
  11. McBride HM, Neuspiel M, Wasiak S (July 2006). "Mitochondria: more than just a powerhouse". Current Biology. 16 (14): R551–60. doi:10.1016/j.cub.2006.06.054. PMID 16860735.
  12. Valero T (2014). "Mitochondrial biogenesis: pharmacological approaches". Current Pharmaceutical Design. 20 (35): 5507–9. doi:10.2174/138161282035140911142118. hdl:10454/13341. PMID 24606795. Mitochondrial biogenesis is therefore defined as the process via which cells increase their individual mitochondrial mass [3]. ... Mitochondrial biogenesis occurs by growth and division of pre-existing organelles and is temporally coordinated with cell cycle events [1].
  13. Sanchis-Gomar F, García-Giménez JL, Gómez-Cabrera MC, Pallardó FV (2014). "Mitochondrial biogenesis in health and disease. Molecular and therapeutic approaches". Current Pharmaceutical Design. 20 (35): 5619–33. doi:10.2174/1381612820666140306095106. PMID 24606801. Mitochondrial biogenesis (MB) is the essential mechanism by which cells control the number of mitochondria
  14. Gardner A, Boles RG (2005). "Is a 'Mitochondrial Psychiatry' in the Future? A Review". Curr. Psychiatry Rev. 1 (3): 255–271. doi:10.2174/157340005774575064.
  15. Lesnefsky EJ, Moghaddas S, Tandler B, Kerner J, Hoppel CL (June 2001). "Mitochondrial dysfunction in cardiac disease: ischemia--reperfusion, aging, and heart failure". Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 33 (6): 1065–89. doi:10.1006/jmcc.2001.1378. PMID 11444914.
  16. Dorn GW, Vega RB, Kelly DP (October 2015). "Mitochondrial biogenesis and dynamics in the developing and diseased heart". Genes & Development. 29 (19): 1981–91. doi:10.1101/gad.269894.115. PMC . PMID 26443844.
  17. Griffiths KK, Levy RJ (2017). "Evidence of Mitochondrial Dysfunction in Autism: Biochemical Links, Genetic-Based Associations, and Non-Energy-Related Mechanisms". Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017: 4314025. doi:10.1155/2017/4314025. PMC . PMID 28630658.
  18. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (1994). Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Publishing Inc.  .
  19. Voet D, Voet JG, Pratt CW (2006). Fundamentals of Biochemistry (الطبعة 2nd). John Wiley and Sons, Inc. صفحات 547, 556.  . مؤرشف من الأصل في 15 ديسمبر 2019.
  20. Andersson SG, Karlberg O, Canbäck B, Kurland CG (January 2003). "On the origin of mitochondria: a genomics perspective". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 358 (1429): 165–77, discussion 177–9. doi:10.1098/rstb.2002.1193. PMC . PMID 12594925.
  21. Taylor SW, Fahy E, Zhang B, Glenn GM, Warnock DE, Wiley S, Murphy AN, Gaucher SP, Capaldi RA, Gibson BW, Ghosh SS (March 2003). "Characterization of the human heart mitochondrial proteome". Nature Biotechnology. 21 (3): 281–6. doi:10.1038/nbt793. PMID 12592411.
  22. Zhang J, Li X, Mueller M, Wang Y, Zong C, Deng N, Vondriska TM, Liem DA, Yang JI, Korge P, Honda H, Weiss JN, Apweiler R, Ping P (April 2008). "Systematic characterization of the murine mitochondrial proteome using functionally validated cardiac mitochondria". Proteomics. 8 (8): 1564–75. doi:10.1002/pmic.200700851. PMC . PMID 18348319.
  23. Zhang J, Liem DA, Mueller M, Wang Y, Zong C, Deng N, Vondriska TM, Korge P, Drews O, Maclellan WR, Honda H, Weiss JN, Apweiler R, Ping P (June 2008). "Altered proteome biology of cardiac mitochondria under stress conditions". Journal of Proteome Research. 7 (6): 2204–14. doi:10.1021/pr070371f. PMC . PMID 18484766.
  24. "Mitochondrion – much more than an energy converter". British Society for Cell Biology. مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 201919 أغسطس 2013.
  25. Blachly-Dyson E, Forte M (September 2001). "VDAC channels". IUBMB Life. 52 (3–5): 113–8. doi:10.1080/15216540152845902. PMID 11798022.
  26. Hoogenboom BW, Suda K, Engel A, Fotiadis D (July 2007). "The supramolecular assemblies of voltage-dependent anion channels in the native membrane". Journal of Molecular Biology. 370 (2): 246–55. doi:10.1016/j.jmb.2007.04.073. PMID 17524423.
  27. Zeth K (June 2010). "Structure and evolution of mitochondrial outer membrane proteins of beta-barrel topology". Biochimica et Biophysica Acta. 1797 (6–7): 1292–9. doi:10.1016/j.bbabio.2010.04.019. PMID 20450883.
  28. Herrmann JM, Neupert W (April 2000). "Protein transport into mitochondria". Current Opinion in Microbiology. 3 (2): 210–4. doi:10.1016/S1369-5274(00)00077-1. PMID 10744987. مؤرشف من الأصل في 01 مارس 2020.
  29. Chipuk JE, Bouchier-Hayes L, Green DR (August 2006). "Mitochondrial outer membrane permeabilization during apoptosis: the innocent bystander scenario". Cell Death and Differentiation. 13 (8): 1396–1402. doi:10.1038/sj.cdd.4401963. PMID 16710362.
  30. Hayashi T, Rizzuto R, Hajnoczky G, Su TP (February 2009). "MAM: more than just a housekeeper". Trends in Cell Biology. 19 (2): 81–88. doi:10.1016/j.tcb.2008.12.002. PMC . PMID 19144519.
  31. McMillin JB, Dowhan W (December 2002). "Cardiolipin and apoptosis". Biochimica et Biophysica Acta. 1585 (2–3): 97–107. doi:10.1016/S1388-1981(02)00329-3. PMID 12531542.
  32. Mannella CA (2006). "Structure and dynamics of the mitochondrial inner membrane cristae". Biochimica et Biophysica Acta. 1763 (5–6): 542–548. doi:10.1016/j.bbamcr.2006.04.006. PMID 16730811.
  33. Thar R, Kühl M (September 2004). "Propagation of electromagnetic radiation in mitochondria?" ( كتاب إلكتروني PDF ). Journal of Theoretical Biology. 230 (2): 261–270. doi:10.1016/j.jtbi.2004.05.021. PMID 15302557. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 18 يوليو 2013.
  34. Bogenhagen DF (September 2012). "Mitochondrial DNA nucleoid structure". Biochimica et Biophysica Acta. 1819 (9–10): 914–20. doi:10.1016/j.bbagrm.2011.11.005. PMID 22142616.
  35. Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (April 1981). "Sequence and organization of the human mitochondrial genome". Nature. 290 (5806): 457–465. Bibcode:1981Natur.290..457A. doi:10.1038/290457a0. PMID 7219534.
  36. Rizzuto R, Marchi S, Bonora M, Aguiari P, Bononi A, De Stefani D, Giorgi C, Leo S, Rimessi A, Siviero R, Zecchini E, Pinton P (November 2009). "Ca(2+) transfer from the ER to mitochondria: when, how and why". Biochimica et Biophysica Acta. 1787 (11): 1342–1351. doi:10.1016/j.bbabio.2009.03.015. PMC . PMID 19341702.
  37. de Brito OM, Scorrano L (August 2010). "An intimate liaison: spatial organization of the endoplasmic reticulum-mitochondria relationship". The EMBO Journal. 29 (16): 2715–2723. doi:10.1038/emboj.2010.177. PMC . PMID 20717141.
  38. Vance JE, Shiao YJ (1996). "Intracellular trafficking of phospholipids: import of phosphatidylserine into mitochondria". Anticancer Research. 16 (3B): 1333–1339. PMID 8694499.
  39. Lebiedzinska M, Szabadkai G, Jones AW, Duszynski J, Wieckowski MR (October 2009). "Interactions between the endoplasmic reticulum, mitochondria, plasma membrane and other subcellular organelles". The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 41 (10): 1805–1816. doi:10.1016/j.biocel.2009.02.017. PMID 19703651.
  40. Twig G, Elorza A, Molina AJ, Mohamed H, Wikstrom JD, Walzer G, Stiles L, Haigh SE, Katz S, Las G, Alroy J, Wu M, Py BF, Yuan J, Deeney JT, Corkey BE, Shirihai OS (January 2008). "Fission and selective fusion govern mitochondrial segregation and elimination by autophagy". The EMBO Journal. 27 (2): 433–446. doi:10.1038/sj.emboj.7601963. PMC . PMID 18200046.
  41. Osman C, Voelker DR, Langer T (January 2011). "Making heads or tails of phospholipids in mitochondria". The Journal of Cell Biology. 192 (1): 7–16. doi:10.1083/jcb.201006159. PMC . PMID 21220505.
  42. Kornmann B, Currie E, Collins SR, Schuldiner M, Nunnari J, Weissman JS, Walter P (July 2009). "An ER-mitochondria tethering complex revealed by a synthetic biology screen". Science. 325 (5939): 477–481. Bibcode:2009Sci...325..477K. doi:10.1126/science.1175088. PMC . PMID 19556461.
  43. Rusiñol AE, Cui Z, Chen MH, Vance JE (November 1994). "A unique mitochondria-associated membrane fraction from rat liver has a high capacity for lipid synthesis and contains pre-Golgi secretory proteins including nascent lipoproteins". The Journal of Biological Chemistry. 269 (44): 27494–27502. PMID 7961664.
  44. Santulli G, Marks AR (2015). "Essential Roles of Intracellular Calcium Release Channels in Muscle, Brain, Metabolism, and Aging". Current Molecular Pharmacology. 8 (2): 206–222. doi:10.2174/1874467208666150507105105. PMID 25966694.
  45. Kopach O, Kruglikov I, Pivneva T, Voitenko N, Fedirko N (May 2008). "Functional coupling between ryanodine receptors, mitochondria and Ca(2+) ATPases in rat submandibular acinar cells". Cell Calcium. 43 (5): 469–481. doi:10.1016/j.ceca.2007.08.001. PMID 17889347.
  46. Csordás G, Hajnóczky G (April 2001). "Sorting of calcium signals at the junctions of endoplasmic reticulum and mitochondria". Cell Calcium. 29 (4): 249–262. doi:10.1054/ceca.2000.0191. PMID 11243933.
  47. Decuypere JP, Monaco G, Bultynck G, Missiaen L, De Smedt H, Parys JB (May 2011). "The IP(3) receptor-mitochondria connection in apoptosis and autophagy". Biochimica et Biophysica Acta. 1813 (5): 1003–1013. doi:10.1016/j.bbamcr.2010.11.023. PMID 21146562.
  48. Hajnóczky G, Csordás G, Yi M (2011). "Old players in a new role: mitochondria-associated membranes, VDAC, and ryanodine receptors as contributors to calcium signal propagation from endoplasmic reticulum to the mitochondria". Cell Calcium. 32 (5–6): 363–377. doi:10.1016/S0143416002001872. PMID 12543096.
  49. Marriott KS, Prasad M, Thapliyal V, Bose HS (December 2012). "σ-1 receptor at the mitochondrial-associated endoplasmic reticulum membrane is responsible for mitochondrial metabolic regulation". The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 343 (3): 578–586. doi:10.1124/jpet.112.198168. PMC . PMID 22923735.
  50. Hayashi T, Su TP (November 2007). "Sigma-1 receptor chaperones at the ER-mitochondrion interface regulate Ca(2+) signaling and cell survival". Cell. 131 (3): 596–610. doi:10.1016/j.cell.2007.08.036. PMID 17981125.
  51. The eukaryote جياردية معوية, for example, does not contain mitochondria, but does have a mitochondrial-like gene, suggesting that it once included either mitochondria or an endosymbiotic progenitor of it Roger AJ, Svärd SG, Tovar J, Clark CG, Smith MW, Gillin FD, Sogin ML (January 1998). "A mitochondrial-like chaperonin 60 gene in Giardia lamblia: evidence that diplomonads once harbored an endosymbiont related to the progenitor of mitochondria". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (1): 229–234. Bibcode:1998PNAS...95..229R. doi:10.1073/pnas.95.1.229. PMC . PMID 9419358.
  52. Logan DC (June 2010). "Mitochondrial fusion, division and positioning in plants". Biochemical Society Transactions. 38 (3): 789–95. doi:10.1042/bst0380789. PMID 20491666.
  53. das Neves RP, Jones NS, Andreu L, Gupta R, Enver T, Iborra FJ (December 2010). Weissman JS (المحرر). "Connecting variability in global transcription rate to mitochondrial variability". PLoS Biology. 8 (12): e1000560. doi:10.1371/journal.pbio.1000560. PMC . PMID 21179497.
  54. Johnston IG, Gaal B, Neves RP, Enver T, Iborra FJ, Jones NS (2012). Haugh JM (المحرر). "Mitochondrial variability as a source of extrinsic cellular noise". PLoS Computational Biology. 8 (3): e1002416. arXiv:. Bibcode:2012PLSCB...8E2416J. doi:10.1371/journal.pcbi.1002416. PMC . PMID 22412363.
  55. Rappaport L, Oliviero P, Samuel JL (1998). "Cytoskeleton and mitochondrial morphology and function". Mol. Cell. Biochem. 184: 101–105. doi:10.1023/A:1006843113166.
  56. Hoitzing H, Johnston IG, Jones NS (June 2015). "What is the function of mitochondrial networks? A theoretical assessment of hypotheses and proposal for future research". BioEssays. 37 (6): 687–700. doi:10.1002/bies.201400188. PMC . PMID 25847815.
  57. Soltys BJ, Gupta RS (1992). "Interrelationships of endoplasmic reticulum, mitochondria, intermediate filaments, and microtubules--a quadruple fluorescence labeling study". Biochemistry and Cell Biology. 70 (10–11): 1174–1186. doi:10.1139/o92-163. PMID 1363623.
  58. Tang HL, Lung HL, Wu KC, Le AH, Tang HM, Fung MC (February 2008). "Vimentin supports mitochondrial morphology and organization". The Biochemical Journal. 410 (1): 141–146. doi:10.1042/BJ20071072. PMID 17983357.
  59. Rich PR (December 2003). "The molecular machinery of Keilin's respiratory chain". Biochemical Society Transactions. 31 (Pt 6): 1095–1105. doi:10.1042/BST0311095. PMID 14641005.
  60. Stoimenova M, Igamberdiev AU, Gupta KJ, Hill RD (July 2007). "Nitrite-driven anaerobic ATP synthesis in barley and rice root mitochondria". Planta. 226 (2): 465–474. doi:10.1007/s00425-007-0496-0. PMID 17333252.
  61. Stryer L (1995). "Citric acid cycle.". In: Biochemistry (الطبعة Fourth). New York: W.H. Freeman and Company. صفحات 509–527, 569–579, 614–616, 638–641, 732–735, 739–748, 770–773.  .
  62. King A, Selak MA, Gottlieb E (August 2006). "Succinate dehydrogenase and fumarate hydratase: linking mitochondrial dysfunction and cancer". Oncogene. 25 (34): 4675–4682. doi:10.1038/sj.onc.1209594. PMID 16892081.
  63. Huang H, Manton KG (May 2004). "The role of oxidative damage in mitochondria during aging: a review". Frontiers in Bioscience. 9 (1–3): 1100–1117. doi:10.2741/1298. PMID 14977532.
  64. Mitchell P, Moyle J (January 1967). "Chemiosmotic hypothesis of oxidative phosphorylation". Nature. 213 (5072): 137–139. Bibcode:1967Natur.213..137M. doi:10.1038/213137a0. PMID 4291593.
  65. Mitchell P (June 1967). "Proton current flow in mitochondrial systems". Nature. 214 (5095): 1327–1328. Bibcode:1967Natur.214.1327M. doi:10.1038/2141327a0. PMID 6056845.
  66. Nobel Foundation. "Chemistry 1997". مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 201816 ديسمبر 2007.
  67. Mozo J, Emre Y, Bouillaud F, Ricquier D, Criscuolo F (November 2005). "Thermoregulation: what role for UCPs in mammals and birds?". Bioscience Reports. 25 (3–4): 227–249. doi:10.1007/s10540-005-2887-4. PMID 16283555.
  68. Nicholls DG, Lindberg O (September 1973). "Brown-adipose-tissue mitochondria. The influence of albumin and nucleotides on passive ion permeabilities". European Journal of Biochemistry. 37 (3): 523–530. doi:10.1111/j.1432-1033.1973.tb03014.x. PMID 4777251.
  69. Santulli G, Xie W, Reiken SR, Marks AR (September 2015). "Mitochondrial calcium overload is a key determinant in heart failure". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (36): 11389–11394. Bibcode:2015PNAS..11211389S. doi:10.1073/pnas.1513047112. PMC . PMID 26217001.
  70. Siegel GJ, Agranoff BW, Fisher SK, Albers RW, Uhler MD, المحررون (1999). Basic Neurochemistry (الطبعة 6). Lippincott Williams & Wilkins.  . Illustrations by Lorie M. Gavulic
  71. Rossier MF (August 2006). "T channels and steroid biosynthesis: in search of a link with mitochondria". Cell Calcium. 40 (2): 155–164. doi:10.1016/j.ceca.2006.04.020. PMID 16759697.
  72. Brighton CT, Hunt RM (May 1974). "Mitochondrial calcium and its role in calcification. Histochemical localization of calcium in electron micrographs of the epiphyseal growth plate with K-pyroantimonate". Clinical Orthopaedics and Related Research. 100 (5): 406–416. doi:10.1097/00003086-197405000-00057. PMID 4134194.
  73. Brighton CT, Hunt RM (July 1978). "The role of mitochondria in growth plate calcification as demonstrated in a rachitic model". The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 60 (5): 630–639. doi:10.2106/00004623-197860050-00007. PMID 681381.
  74. Pizzo P, Pozzan T (October 2007). "Mitochondria-endoplasmic reticulum choreography: structure and signaling dynamics". Trends in Cell Biology. 17 (10): 511–517. doi:10.1016/j.tcb.2007.07.011. PMID 17851078.
  75. Miller RJ (March 1, 1998). "Mitochondria – the kraken wakes!". Trends Neurosci. 21 (3): 95–97. doi:10.1016/S0166-2236(97)01206-X. PMID 9530913.
  76. Santulli G, Pagano G, Sardu C, Xie W, Reiken S, D'Ascia SL, Cannone M, Marziliano N, Trimarco B, Guise TA, Lacampagne A, Marks AR (May 2015). "Calcium release channel RyR2 regulates insulin release and glucose homeostasis". The Journal of Clinical Investigation. 125 (5): 1968–1978. doi:10.1172/JCI79273. PMC . PMID 25844899.
  77. Schwarzländer M, Logan DC, Johnston IG, Jones NS, Meyer AJ, Fricker MD, Sweetlove LJ (March 2012). "Pulsing of membrane potential in individual mitochondria: a stress-induced mechanism to regulate respiratory bioenergetics in Arabidopsis". The Plant Cell. 24 (3): 1188–1201. doi:10.1105/tpc.112.096438. PMC . PMID 22395486.
  78. Ivannikov MV, Macleod GT (June 2013). "Mitochondrial free Ca²⁺ levels and their effects on energy metabolism in Drosophila motor nerve terminals". Biophysical Journal. 104 (11): 2353–2361. Bibcode:2013BpJ...104.2353I. doi:10.1016/j.bpj.2013.03.064. PMC . PMID 23746507.
  79. Li X, Fang P, Mai J, Choi ET, Wang H, Yang XF (February 2013). "Targeting mitochondrial reactive oxygen species as novel therapy for inflammatory diseases and cancers". Journal of Hematology & Oncology. 6 (19): 19. doi:10.1186/1756-8722-6-19. PMC . PMID 23442817.
  80. Green DR (September 1998). "Apoptotic pathways: the roads to ruin". Cell. 94 (6): 695–698. doi:10.1016/S0092-8674(00)81728-6. PMID 9753316.
  81. Hajnóczky G, Csordás G, Das S, Garcia-Perez C, Saotome M, Sinha Roy S, Yi M (2006). "Mitochondrial calcium signalling and cell death: approaches for assessing the role of mitochondrial Ca2+ uptake in apoptosis". Cell Calcium. 40 (5–6): 553–560. doi:10.1016/j.ceca.2006.08.016. PMC . PMID 17074387.
  82. Oh-hama T (August 1997). "Evolutionary consideration on 5-aminolevulinate synthase in nature". Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 27 (4): 405–412. doi:10.1023/A:1006583601341. PMID 9249985.
  83. Klinge CM (December 2008). "Estrogenic control of mitochondrial function and biogenesis". Journal of Cellular Biochemistry. 105 (6): 1342–1351. doi:10.1002/jcb.21936. PMC . PMID 18846505.
  84. Alvarez-Delgado C, Mendoza-Rodríguez CA, Picazo O, Cerbón M (August 2010). "Different expression of alpha and beta mitochondrial estrogen receptors in the aging rat brain: interaction with respiratory complex V". Experimental Gerontology. 45 (7–8): 580–585. doi:10.1016/j.exger.2010.01.015. PMID 20096765.
  85. Pavón N, Martínez-Abundis E, Hernández L, Gallardo-Pérez JC, Alvarez-Delgado C, Cerbón M, Pérez-Torres I, Aranda A, Chávez E (October 2012). "Sexual hormones: effects on cardiac and mitochondrial activity after ischemia-reperfusion in adult rats. Gender difference". The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 132 (1–2): 135–146. doi:10.1016/j.jsbmb.2012.05.003. PMID 22609314.
  86. Naffah et. al, https://doi.org/10.1016/j.redox.2019.101255
  87. Cserép et al., Science 12 Dec 2019: eaax6752 DOI: 10.1126/science.aax6752 https://science.sciencemag.org/content/early/2019/12/11/science.aax6752
  88. Weinberg F, Chandel NS (October 2009). "Mitochondrial metabolism and cancer". Annals of the New York Academy of Sciences. 1177 (1): 66–73. Bibcode:2009NYASA1177...66W. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.05039.x. PMID 19845608.
  89. Moreno-Sánchez R, Rodríguez-Enríquez S, Marín-Hernández A, Saavedra E (March 2007). "Energy metabolism in tumor cells". The FEBS Journal. 274 (6): 1393–1418. doi:10.1111/j.1742-4658.2007.05686.x. PMID 17302740.
  90. Mistry JJ, Marlein CR, Moore J, Hellmich C, Wojtowicz EE, Smith JG, Macaulay I, Sun Y, Morfakis A, Patterson A, Horton RH, Divekar D, Morris CJ, Haestier A, Di Palma F, Beraza N, Bowles KM, Rushworth SA (November 2019). "ROS-mediated PI3K activation drives mitochondrial transfer from stromal cells to hematopoietic stem cells in response to infection". PNAS. 116 (49): 24610–24619. doi:10.1073/pnas.1913278116. PMID 31727843.
  91. Pedersen PL (December 1994). "ATP synthase. The machine that makes ATP". Current Biology. 4 (12): 1138–1141. doi:10.1016/S0960-9822(00)00257-8. PMID 7704582.
  92. Pattappa G, Heywood HK, de Bruijn JD, Lee DA (October 2011). "The metabolism of human mesenchymal stem cells during proliferation and differentiation". Journal of Cellular Physiology. 226 (10): 2562–2570. doi:10.1002/jcp.22605. PMID 21792913.
  93. Agarwal B (June 2011). "A role for anions in ATP synthesis and its molecular mechanistic interpretation". Journal of Bioenergetics and Biomembranes. 43 (3): 299–310. doi:10.1007/s10863-011-9358-3. PMID 21647635.
  94. Sweet S, Singh G (July 1999). "Changes in mitochondrial mass, membrane potential, and cellular adenosine triphosphate content during the cell cycle of human leukemic (HL-60) cells". Journal of Cellular Physiology. 180 (1): 91–96. doi:10.1002/(SICI)1097-4652(199907)180:1<91::AID-JCP10>3.0.CO;2-6. PMID 10362021.
  95. Chan DC (June 2006). "Mitochondria: dynamic organelles in disease, aging, and development". Cell. 125 (7): 1241–1252. doi:10.1016/j.cell.2006.06.010. PMID 16814712.
  96. Wiesner RJ, Rüegg JC, Morano I (March 1992). "Counting target molecules by exponential polymerase chain reaction: copy number of mitochondrial DNA in rat tissues". Biochemical and Biophysical Research Communications. 183 (2): 553–559. doi:10.1016/0006-291X(92)90517-O. PMID 1550563.
  97. Fukuhara H, Sor F, Drissi R, Dinouël N, Miyakawa I, Rousset S, Viola AM (April 1993). "Linear mitochondrial DNAs of yeasts: frequency of occurrence and general features". Molecular and Cellular Biology. 13 (4): 2309–2314. doi:10.1128/mcb.13.4.2309. PMC . PMID 8455612.
  98. Bernardi G (December 1978). "Intervening sequences in the mitochondrial genome". Nature. 276 (5688): 558–559. Bibcode:1978Natur.276..558B. doi:10.1038/276558a0. PMID 214710.
  99. Hebbar SK, Belcher SM, Perlman PS (April 1992). "A maturase-encoding group IIA intron of yeast mitochondria self-splices in vitro". Nucleic Acids Research. 20 (7): 1747–1754. doi:10.1093/nar/20.7.1747. PMC . PMID 1579468.
  100. Gray MW, Lang BF, Cedergren R, Golding GB, Lemieux C, Sankoff D, Turmel M, Brossard N, Delage E, Littlejohn TG, Plante I, Rioux P, Saint-Louis D, Zhu Y, Burger G (February 1998). "Genome structure and gene content in protist mitochondrial DNAs". Nucleic Acids Research. 26 (4): 865–878. doi:10.1093/nar/26.4.865. PMC . PMID 9461442.
  101. Gray MW, Lang BF, Burger G (2004). "Mitochondria of protists". Annual Review of Genetics. 38: 477–524. doi:10.1146/annurev.genet.37.110801.142526. PMID 15568984.
  102. Telonis AG, Loher P, Kirino Y, Rigoutsos I (2014). "Nuclear and mitochondrial tRNA-lookalikes in the human genome". Frontiers in Genetics. 5: 344. doi:10.3389/fgene.2014.00344. PMC . PMID 25339973.
  103. Shao R, Kirkness EF, Barker SC (May 2009). "The single mitochondrial chromosome typical of animals has evolved into 18 minichromosomes in the human body louse, Pediculus humanus". Genome Research. 19 (5): 904–912. doi:10.1101/gr.083188.108. PMC . PMID 19336451.
  104. Crick FH, Orgel LE (1973). "Directed panspermia" ( كتاب إلكتروني PDF ). Icarus. 19 (3): 341–346. Bibcode:1973Icar...19..341C. doi:10.1016/0019-1035(73)90110-3. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 04 فبراير 2019. p. 344: It is a little surprising that organisms with somewhat different codes do not coexist. Further discussion.
  105. Barrell BG, Bankier AT, Drouin J (November 1979). "A different genetic code in human mitochondria". Nature. 282 (5735): 189–194. Bibcode:1979Natur.282..189B. doi:10.1038/282189a0. PMID 226894.
  106. Mitochondrial Genetic Code in Taxonomy Tree. NCBI نسخة محفوظة 22 ديسمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  107. Elzanowski, Andrzej and Ostell, Jim. The Genetic Codes. NCBI نسخة محفوظة 20 أغسطس 2016 على موقع واي باك مشين.
  108. Jukes TH, Osawa S (December 1990). "The genetic code in mitochondria and chloroplasts". Experientia. 46 (11–12): 1117–1126. doi:10.1007/BF01936921. PMID 2253709.
  109. Hiesel R, Wissinger B, Schuster W, Brennicke A (December 1989). "RNA editing in plant mitochondria". Science. 246 (4937): 1632–1634. Bibcode:1989Sci...246.1632H. doi:10.1126/science.2480644. PMID 2480644.
  110. Abascal F, Posada D, Knight RD, Zardoya R (May 2006). "Parallel evolution of the genetic code in arthropod mitochondrial genomes". PLoS Biology. 4 (5): e127. doi:10.1371/journal.pbio.0040127. PMC . PMID 16620150.
  111. Henriquez FL, Richards TA, Roberts F, McLeod R, Roberts CW (February 2005). "The unusual mitochondrial compartment of Cryptosporidium parvum". Trends in Parasitology. 21 (2): 68–74. doi:10.1016/j.pt.2004.11.010. PMID 15664529.
  112. Pfeiffer RF (2012). Parkinson's Disease. CRC Press. صفحة 583.  . مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2020.
  113. Seo AY, Joseph AM, Dutta D, Hwang JC, Aris JP, Leeuwenburgh C (August 2010). "New insights into the role of mitochondria in aging: mitochondrial dynamics and more". Journal of Cell Science. 123 (Pt 15): 2533–2542. doi:10.1242/jcs.070490. PMC . PMID 20940129.
  114. Hu GB (August 2014). "Whole cell cryo-electron tomography suggests mitochondria divide by budding". Microscopy and Microanalysis. 20 (4): 1180–1187. Bibcode:2014MiMic..20.1180H. doi:10.1017/S1431927614001317. PMID 24870811.
  115. Kimball, J.W. (2006) "Sexual Reproduction in Humans: Copulation and Fertilization," Kimball's Biology Pages (based on Biology, 6th ed., 1996) نسخة محفوظة 2 أكتوبر 2015 على موقع واي باك مشين.
  116. Sutovsky P, Moreno RD, Ramalho-Santos J, Dominko T, Simerly C, Schatten G (November 1999). "Ubiquitin tag for sperm mitochondria". Nature. 402 (6760): 371–372. Bibcode:1999Natur.402..371S. doi:10.1038/46466. PMID 10586873. Discussed in Science News.
  117. Mogensen HL (1996). "The Hows and Whys of Cytoplasmic Inheritance in Seed Plants". American Journal of Botany. 83 (3): 383–404. doi:10.2307/2446172. JSTOR 2446172.
  118. Zouros E (December 2000). "The exceptional mitochondrial DNA system of the mussel family Mytilidae". Genes & Genetic Systems. 75 (6): 313–318. doi:10.1266/ggs.75.313. PMID 11280005.
  119. Sutherland B, Stewart D, Kenchington ER, Zouros E (January 1998). "The fate of paternal mitochondrial DNA in developing female mussels, Mytilus edulis: implications for the mechanism of doubly uniparental inheritance of mitochondrial DNA". Genetics. 148 (1): 341–347. PMC . PMID 9475744.
  120. Male and Female Mitochondrial DNA Lineages in the Blue Mussel (Mytilus edulis) Species Group by Donald T. Stewart, Carlos Saavedra, Rebecca R. Stanwood, Amy 0. Ball, and Eleftherios Zouros نسخة محفوظة 18 مايو 2013 على موقع واي باك مشين.
  121. Johns DR (October 2003). "Paternal transmission of mitochondrial DNA is (fortunately) rare". Annals of Neurology. 54 (4): 422–424. doi:10.1002/ana.10771. PMID 14520651.
  122. Camus MF, Clancy DJ, Dowling DK (2012). "Mitochondria, maternal inheritance, and male aging". Curr Biol. 22 (18): 1717–21. doi:10.1016/j.cub.2012.07.018. PMID 22863313. مؤرشف من الأصل في 14 مارس 2020.
  123. Fruit flies offer DNA clue to why women live longer. BBC. 2 August 2012 نسخة محفوظة 30 مايو 2019 على موقع واي باك مشين.
  124. Thyagarajan B, Padua RA, Campbell C (November 1996). "Mammalian mitochondria possess homologous DNA recombination activity". The Journal of Biological Chemistry. 271 (44): 27536–27543. doi:10.1074/jbc.271.44.27536. PMID 8910339.
  125. Lunt DH, Hyman BC (May 1997). "Animal mitochondrial DNA recombination". Nature. 387 (6630): 247. Bibcode:1997Natur.387..247L. doi:10.1038/387247a0. PMID 9153388.
  126. Eyre-Walker A, Smith NH, Smith JM (March 1999). "How clonal are human mitochondria?". Proceedings. Biological Sciences. 266 (1418): 477–483. doi:10.1098/rspb.1999.0662. PMC . PMID 10189711.
  127. Awadalla P, Eyre-Walker A, Smith JM (December 1999). "Linkage disequilibrium and recombination in hominid mitochondrial DNA". Science. 286 (5449): 2524–2525. doi:10.1126/science.286.5449.2524. PMID 10617471. مؤرشف من الأصل في 01 مارس 2020.
  128. Cree LM, Samuels DC, de Sousa Lopes SC, Rajasimha HK, Wonnapinij P, Mann JR, Dahl HH, Chinnery PF (February 2008). "A reduction of mitochondrial DNA molecules during embryogenesis explains the rapid segregation of genotypes". Nature Genetics. 40 (2): 249–254. doi:10.1038/ng.2007.63. PMID 18223651.
  129. Cao L, Shitara H, Horii T, Nagao Y, Imai H, Abe K, Hara T, Hayashi J, Yonekawa H (March 2007). "The mitochondrial bottleneck occurs without reduction of mtDNA content in female mouse germ cells". Nature Genetics. 39 (3): 386–390. doi:10.1038/ng1970. PMID 17293866.
  130. Wai T, Teoli D, Shoubridge EA (December 2008). "The mitochondrial DNA genetic bottleneck results from replication of a subpopulation of genomes". Nature Genetics. 40 (12): 1484–1488. doi:10.1038/ng.258. PMID 19029901.
  131. Johnston IG, Burgstaller JP, Havlicek V, Kolbe T, Rülicke T, Brem G, Poulton J, Jones NS (June 2015). "Stochastic modelling, Bayesian inference, and new in vivo measurements elucidate the debated mtDNA bottleneck mechanism". eLife. 4: e07464. doi:10.7554/eLife.07464. PMC . PMID 26035426.
  132. Gredilla R, Garm C, Stevnsner T (2012). "Nuclear and mitochondrial DNA repair in selected eukaryotic aging model systems". Oxid Med Cell Longev. 2012: 282438. doi:10.1155/2012/282438. PMC . PMID 23050036.
  133. Saki M, Prakash A (June 2017). "DNA damage related crosstalk between the nucleus and mitochondria". Free Radic. Biol. Med. 107: 216–227. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2016.11.050. PMC . PMID 27915046.
  134. Leon J, Sakumi K, Castillo E, Sheng Z, Oka S, Nakabeppu Y (February 2016). "8-Oxoguanine accumulation in mitochondrial DNA causes mitochondrial dysfunction and impairs neuritogenesis in cultured adult mouse cortical neurons under oxidative conditions". Sci Rep. 6: 22086. Bibcode:2016NatSR...622086L. doi:10.1038/srep22086. PMC . PMID 26912170.
  135. Dahal S, Dubey S, Raghavan SC (May 2018). "Homologous recombination-mediated repair of DNA double-strand breaks operates in mammalian mitochondria". Cell. Mol. Life Sci. 75 (9): 1641–1655. doi:10.1007/s00018-017-2702-y. PMID 29116362.
  136. Odahara M, Inouye T, Fujita T, Hasebe M, Sekine Y (February 2007). "Involvement of mitochondrial-targeted RecA in the repair of mitochondrial DNA in the moss, Physcomitrella patens". Genes Genet. Syst. 82 (1): 43–51. doi:10.1266/ggs.82.43. PMID 17396019.
  137. Tadi SK, Sebastian R, Dahal S, Babu RK, Choudhary B, Raghavan SC (January 2016). "Microhomology-mediated end joining is the principal mediator of double-strand break repair during mitochondrial DNA lesions". Mol. Biol. Cell. 27 (2): 223–35. doi:10.1091/mbc.E15-05-0260. PMC . PMID 26609070.
  138. John U, Lu Y, Wohlrab S, Groth M, Janouškovec J, Kohli GS, Mark FC, Bickmeyer U, Farhat S, Felder M, Frickenhaus S, Guillou L, Keeling PJ, Moustafa A, Porcel BM, Valentin K, Glöckner G (April 2019). "An aerobic eukaryotic parasite with functional mitochondria that likely lacks a mitochondrial genome". Science Advances. 5 (4): eaav1110. doi:10.1126/sciadv.aav1110. PMC . PMID 31032404.
  139. "Veritable powerhouses -- even without DNA: Parasitic algae from the dinoflagellate lineage have organized their genetic material in an unprecedented way". ScienceDaily. مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2019.
  140. Castro JA, Picornell A, Ramon M (December 1998). "Mitochondrial DNA: a tool for populational genetics studies". International Microbiology. 1 (4): 327–332. PMID 10943382.
  141. Cann RL, Stoneking M, Wilson AC (January 1987). "Mitochondrial DNA and human evolution". Nature. 325 (6099): 31–36. Bibcode:1987Natur.325...31C. doi:10.1038/325031a0. PMID 3025745.
  142. Torroni A, Achilli A, Macaulay V, Richards M, Bandelt HJ (June 2006). "Harvesting the fruit of the human mtDNA tree". Trends in Genetics. 22 (6): 339–345. doi:10.1016/j.tig.2006.04.001. PMID 16678300.
  143. Garrigan D, Hammer MF (September 2006). "Reconstructing human origins in the genomic era". Nature Reviews. Genetics. 7 (9): 669–680. doi:10.1038/nrg1941. PMID 16921345.
  144. Krings M, Stone A, Schmitz RW, Krainitzki H, Stoneking M, Pääbo S (July 1997). "Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans". Cell. 90 (1): 19–30. doi:10.1016/S0092-8674(00)80310-4. PMID 9230299.
  145. Harding RM, Fullerton SM, Griffiths RC, Bond J, Cox MJ, Schneider JA, Moulin DS, Clegg JB (April 1997). "Archaic African and Asian lineages in the genetic ancestry of modern humans". American Journal of Human Genetics. 60 (4): 772–789. PMC . PMID 9106523.
  146. Soares P, Ermini L, Thomson N, Mormina M, Rito T, Röhl A, Salas A, Oppenheimer S, Macaulay V, Richards MB (June 2009). "Correcting for purifying selection: an improved human mitochondrial molecular clock". American Journal of Human Genetics. 84 (6): 740–759. doi:10.1016/j.ajhg.2009.05.001. PMC . PMID 19500773.
  147. Nachman MW, Crowell SL (September 2000). "Estimate of the mutation rate per nucleotide in humans". Genetics. 156 (1): 297–304. PMC . PMID 10978293. مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2019.
  148. Zeviani M, Di Donato S (October 2004). "Mitochondrial disorders". Brain. 127 (Pt 10): 2153–2172. doi:10.1093/brain/awh259. PMID 15358637.
  149. Taylor RW, Turnbull DM (May 2005). "Mitochondrial DNA mutations in human disease". Nature Reviews. Genetics. 6 (5): 389–402. doi:10.1038/nrg1606. PMC . PMID 15861210.
  150. Chinnery PF, Schon EA (September 2003). "Mitochondria". Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 74 (9): 1188–1199. doi:10.1136/jnnp.74.9.1188. PMC . PMID 12933917.
  151. Sherer TB, Betarbet R, Greenamyre JT (June 2002). "Environment, mitochondria, and Parkinson's disease". The Neuroscientist. 8 (3): 192–197. doi:10.1177/1073858402008003004. PMID 12061498.
  152. Gomez C, Bandez MJ, Navarro A (January 2007). "Pesticides and impairment of mitochondrial function in relation with the parkinsonian syndrome". Frontiers in Bioscience. 12: 1079–1093. doi:10.2741/2128. PMID 17127363.
  153. Lim YA, Rhein V, Baysang G, Meier F, Poljak A, Raftery MJ, Guilhaus M, Ittner LM, Eckert A, Götz J (April 2010). "Abeta and human amylin share a common toxicity pathway via mitochondrial dysfunction". Proteomics. 10 (8): 1621–1633. doi:10.1002/pmic.200900651. PMID 20186753.
  154. Schapira AH (July 2006). "Mitochondrial disease". Lancet. 368 (9529): 70–82. doi:10.1016/S0140-6736(06)68970-8. PMID 16815381.
  155. Pieczenik SR, Neustadt J (August 2007). "Mitochondrial dysfunction and molecular pathways of disease". Experimental and Molecular Pathology. 83 (1): 84–92. doi:10.1016/j.yexmp.2006.09.008. PMID 17239370.
  156. Bugger H, Abel ED (November 2010). "Mitochondria in the diabetic heart". Cardiovascular Research. 88 (2): 229–240. doi:10.1093/cvr/cvq239. PMC . PMID 20639213.
  157. Richter C, Park JW, Ames BN (September 1988). "Normal oxidative damage to mitochondrial and nuclear DNA is extensive". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 85 (17): 6465–6467. Bibcode:1988PNAS...85.6465R. doi:10.1073/pnas.85.17.6465. PMC . PMID 3413108.
  158. Harman D (July 1956). "Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry". Journal of Gerontology. 11 (3): 298–300. CiteSeerX . doi:10.1093/geronj/11.3.298. PMID 13332224.
  159. Harman D (April 1972). "The biologic clock: the mitochondria?". Journal of the American Geriatrics Society. 20 (4): 145–147. doi:10.1111/j.1532-5415.1972.tb00787.x. PMID 5016631.
  160. "Mitochondria and Aging". circuitblue.co. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2017.
  161. Boffoli D, Scacco SC, Vergari R, Solarino G, Santacroce G, Papa S (April 1994). "Decline with age of the respiratory chain activity in human skeletal muscle". Biochimica et Biophysica Acta. 1226 (1): 73–82. doi:10.1016/0925-4439(94)90061-2. PMID 8155742.
  162. de Grey AD (2004). "Mitochondrial mutations in mammalian aging: an over-hasty about-turn?". Rejuvenation Research. 7 (3): 171–174. doi:10.1089/rej.2004.7.171. PMID 15588517.
  163. Bender A, Krishnan KJ, Morris CM, Taylor GA, Reeve AK, Perry RH, Jaros E, Hersheson JS, Betts J, Klopstock T, Taylor RW, Turnbull DM (May 2006). "High levels of mitochondrial DNA deletions in substantia nigra neurons in aging and Parkinson disease". Nature Genetics. 38 (5): 515–517. doi:10.1038/ng1769. PMID 16604074.
  164. Narcisse E (August 10, 2010). "20,000 Per Cell: Why Midi-chlorians Suck". Time. مؤرشف من الأصل في 28 مايو 201919 يونيو 2016.
  165. Byrne N (May 13, 2016). "So, Mitochondria Aren't Actually The Powerhouse Of The Cell After All". Newsy. مؤرشف من الأصل في 17 مارس 201919 يونيو 2016.
  166. {{https://arabicedition.nature.com/journal/2016/04/nature16876/التطو%D9%91ر:-الميتوكوندريا__-الفصل-الثاني#ref3}}
  167. Ernster L, Schatz G (December 1981). "Mitochondria: a historical review". The Journal of Cell Biology. 91 (3 Pt 2): 227s–255s. doi:10.1083/jcb.91.3.227s. PMC . PMID 7033239.
  168. Altmann, R. 1890 . Die Elementarorganismen und ihre Beziehungen zu den Zellen. Veit, Leipzig, [1]. نسخة محفوظة 3 نوفمبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  169. Benda C (1898). "Ueber die Spermatogenese der Vertebraten und höherer Evertebraten. II. Theil: Die Histiogenese der Spermien". Arch. Anal. Physiol.: 393–398. مؤرشف من الأصل في 24 فبراير 2019.
  170. Ernster's citation Meves, Friedrich (May 1908). "Die Chondriosomen als Träger erblicher Anlagen. Cytologische Studien am Hühnerembryo". Archiv für Mikroskopische Anatomie. 72 (1): 816–867. doi:10.1007/BF02982402. مؤرشف من الأصل في 09 يناير 2020. is wrong, correct citation is Meves, Friedrich (1904). "Über das Vorkommen von Mitochondrien bezw. Chondromiten in Pflanzenzellen". Ber. Dtsch. Bot. Ges. 22: 284–286. , cited in Meves' 1908 paper and in Schmidt, Ernst Willy (1913). "Pflanzliche Mitochondrien". Progressus Rei Botanicae. 4: 164–18321 سبتمبر 2012. , with confirmation of Nymphaea alba
  171. Martin WF, Garg S, Zimorski V (September 2015). "Endosymbiotic theories for eukaryote origin". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 370 (1678): 20140330. doi:10.1098/rstb.2014.0330. PMC . PMID 26323761.

موسوعات ذات صلة :