Γιατί τα μιτοχόνδρια είναι σε θέση να κάνουν μερικές από τις πρωτεΐνες τους;
* το δικό τους DNA: Τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους μικρό, κυκλικό μόριο DNA που ονομάζεται μιτοχονδριακό DNA (mtDNA). Αυτό το DNA κωδικοποιεί περίπου 13 πρωτεΐνες, οι οποίες είναι απαραίτητες για την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και την οξειδωτική φωσφορυλίωση - τις διεργασίες που παράγουν ΑΤΡ, το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.
* τα δικά τους ριβοσώματα: Τα μιτοχόνδρια διαθέτουν τα δικά τους ριβοσώματα, τα οποία είναι ελαφρώς μικρότερα από τα ριβοσώματα που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Αυτά τα ριβοσώματα χρησιμοποιούν το mtDNA για να μεταφράσουν τον γενετικό κώδικα σε πρωτεΐνες.
* Ανεξάρτητη πρωτεϊνική σύνθεση: Τα μιτοχόνδρια μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δικά τους DNA, ριβοσώματα και ένα σύνολο μοναδικών tRNAs για να συνθέσουν αυτές τις 13 πρωτεΐνες ανεξάρτητα από τα πυρηνικά μηχανήματα του κυττάρου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σύνθεση μιτοχονδριακής πρωτεΐνης.
Γιατί είναι αυτό σημαντικό;
* Αποδοτικότητα: Έχοντας το δικό τους μηχανισμό σύνθεσης πρωτεϊνών επιτρέπει στα μιτοχόνδρια να παράγουν γρήγορα πρωτεΐνες που χρειάζονται για τη δική τους λειτουργία χωρίς να χρειάζεται να βασίζονται στο πυρηνικό DNA και στις σύνθετες οδούς μεταφοράς του κυττάρου.
* Εξελικτικός σύνδεσμος: Η παρουσία του mtDNA και των δικών του μηχανημάτων πρωτεϊνικής σύνθεσης υποδηλώνει ότι τα μιτοχόνδρια ήταν κάποτε ανεξάρτητα βακτήρια που είχαν κατακλυστεί από ευκαρυωτικά κύτταρα, μια θεωρία γνωστή ως ενδοοσυμβιοτική θεωρία.
* Σύνδεση ασθένειας: Οι μεταλλάξεις στο mtDNA μπορούν να οδηγήσουν σε διάφορες μιτοχονδριακές ασθένειες που επηρεάζουν την παραγωγή ενέργειας και άλλες κυτταρικές λειτουργίες.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειώσετε:
* Περιορισμένος αριθμός πρωτεϊνών: Ενώ τα μιτοχόνδρια μπορούν να κάνουν μερικές από τις δικές τους πρωτεΐνες, η συντριπτική πλειοψηφία των πρωτεϊνών που απαιτούνται για τη μιτοχονδριακή λειτουργία εξακολουθεί να κωδικοποιείται από πυρηνικό DNA, που συντίθεται στο κυτταρόπλασμα και στη συνέχεια μεταφέρονται στα μιτοχόνδρια.
* Εξάρτηση από τα πυρηνικά γονίδια: Το mtDNA περιέχει μόνο ένα μικρό τμήμα των γονιδίων που απαιτούνται για τη λειτουργία των μιτοχονδρίων. Πολλές άλλες πρωτεΐνες, όπως τα ένζυμα που εμπλέκονται στον κύκλο Krebs, κωδικοποιούνται από πυρηνικό DNA και απαιτούν σύνθεση πυρηνικών πρωτεϊνών.
Ως εκ τούτου, αν και τα μιτοχόνδρια έχουν τη δική τους δυνατότητα σύνθεσης πρωτεϊνών, εξακολουθούν να συνδέονται με το υπόλοιπο κύτταρο και να βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στο πυρηνικό γονιδίωμα για τη συντριπτική πλειοψηφία των ανάγκες των πρωτεϊνών τους.
