الميتوكوندريا – الدرس 6

🔬 أولًا: ما هي الميتوكوندريا بالتفصيل؟

الميتوكوندريا هي عضية خلوية توجد في سيتوبلازم الخلايا حقيقية النواة، وهي المسؤولة عن إنتاج معظم الطاقة الكيميائية التي تحتاجها الخلية.
تُصنَّف كمركز الطاقة أو “Powerhouse of the cell”.

🧱 ثانيًا: تركيب الميتوكوندريا

الميتوكوندريا تتميز بتركيب معقد وفعال:

1. الغشاء الخارجي:

• غشاء ناعم يحيط بالميتوكوندريا من الخارج.
• يحتوي على بروتينات تُسمى بورينات (porins) تسمح بمرور المواد الصغيرة.

2. الغشاء الداخلي:

• غشاء مطوي إلى الداخل على شكل أعراف (تُسمى الكريستا Cristae).
• يحتوي على إنزيمات مهمة لتفاعلات إنتاج الطاقة (سلسلة نقل الإلكترونات).

3. الفراغ بين الغشاءين:

• منطقة ضيقة بين الغشاء الداخلي والخارجي، تلعب دورًا في إنتاج ATP.

4. المصفوفة (Matrix):

• الجزء الداخلي من الميتوكوندريا.
• يحتوي على:
  • DNA دائري (خاص بالميتوكوندريا).
  • رايبوسومات.
  • إنزيمات دورة كربس (Citric Acid Cycle).
  • RNA وبروتينات.

⚡️ ثالثًا: كيف تنتج الميتوكوندريا الطاقة؟

عبر عملية تُسمى التنفس الخلوي الهوائي (Aerobic respiration)، وتشمل 3 مراحل رئيسية:

✨ 1. تحلل الجلوكوز (Glycolysis) – في السيتوبلازم:

• الجلوكوز → حمض البيروفيك + كمية قليلة من ATP + NADH

✨ 2. دورة كربس (Krebs Cycle) – في مصفوفة الميتوكوندريا:

• يتم تحويل حمض البيروفيك إلى ثاني أكسيد الكربون.
• إنتاج NADH و FADH₂ (ناقلات للإلكترونات).
• إنتاج كمية قليلة من ATP.

✨ 3. سلسلة نقل الإلكترونات (Electron Transport Chain) – على الغشاء الداخلي:

• NADH و FADH₂ يفرغان الإلكترونات.
• تمر الإلكترونات عبر سلسلة من البروتينات، مما يولد طاقة تُستخدم لضخ بروتونات.
• البروتونات تعود عبر إنزيم ATP Synthase، مولّدة ATP.
• الأكسجين هو المستقبل النهائي للإلكترونات → يتحد مع H⁺ ليكوّن الماء.

المحصلة النهائية: إنتاج 30–38 جزيء ATP من جزيء جلوكوز واحد.

🧬 رابعًا: لماذا تحتوي على DNA خاص بها؟

الميتوكوندريا لديها DNA دائري يشبه DNA البكتيريا، لأنها كانت – بحسب نظرية التعايش الداخلي – بكتيريا حرة دخلت خلية أكبر منذ ملايين السنين، وكونتا علاقة منفعة.

هذا الـ DNA يمكّن الميتوكوندريا من:

• تكوين بعض البروتينات الخاصة بها.
• التكاثر بشكل مستقل عن الخلية (بالانقسام الثنائي).

🧠 خامسًا: أهمية الميتوكوندريا في الجسم

• إنتاج الطاقة لجميع أنشطة الخلية.
• موت الخلية المبرمج (Apoptosis): تفرز مواد تؤدي لتدمير الخلية إذا كانت مريضة.
• تنظيم مستوى الكالسيوم.
• تدخل في تصنيع بعض الهرمونات.

💥 ماذا يحدث إذا تعطلت الميتوكوندريا؟

• بعض الأمراض الوراثية مرتبطة بخلل في الميتوكوندريا.
• تلفها يؤدي لنقص في الطاقة، ويؤثر على أعضاء عالية الاستهلاك للطاقة مثل:
  • الدماغ
  • العضلات
  • القلب