معلومة

هل الميتوكوندريا ميتة؟

هل الميتوكوندريا ميتة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في الفيديو "ما هي الحياة؟ هل الموت حقيقي؟" ، يُثار موضوع الميتوكوندريا في الساعة 2:58. في الساعة 3:12 ، يقول الراوي "[الميتوكوندريا] لم يعدوا أحياء: لقد ماتوا."

ما هي التيارات الفكرية التي أدت إلى هذا التأكيد؟

عندما أبحث عن الميتوكوندريا ميتة على Google ، أحصل على العديد من الروابط حول دور الميتوكوندريا في موت الخلايا ، لكنني لا أرى في أي مكان أن التأكيد في هذا الفيديو قد تمت مناقشته.


نشرت SolarLunix إجابة ممتازة توضح بالتفصيل معايير التصنيف على أنها "حية" ، وأظهرت أنه وفقًا لهذه المعايير ، يمكن اعتبار الميتوكوندريا على أنها "ميتة".

ومع ذلك ، أود أن أزعم أن تصريح الراوي في الفيديو الخاص بك لا معنى له. النظرية المقبولة حاليًا لتطور الميتوكوندريا (وربما العضيات الأخرى) من بدائيات النوى التي تعيش بحرية تسمى التكاثر التكافلي وتفترض أن أسلاف الميتوكوندريا بدأت تعيش بشكل تعايش مع السلائف لحقيقيات النوى منذ حوالي 1.5 مليار سنة. نشأت الحياة على الأرض منذ حوالي 3.5 مليار سنة ، لذلك كانت الخلايا حقيقية النواة (التي تحمل الميتوكوندريا) موجودة منذ أقل من نصف ذلك الوقت بقليل.

في تلك الفترة الزمنية الكبيرة بشكل لا يصدق (إذا كنت تحسب رقمًا واحدًا في الثانية ، فستصل إلى 1.5 مليار في حوالي 47.5 عامًا) ، ما كان كائنًا مستقلاً (نفترض) أصبح عضية - جزء لا يتجزأ من حقيقيات النواة زنزانة. بالتأكيد لا تستطيع البقاء خارج الخلية بمفردها ، وتعتمد على الإشارات من الخلية (بشكل أساسي ، احتياجات الطاقة للخلية كما تم الكشف عنها بواسطة بروتينات "الاستشعار" للجزيئات الرئيسية مثل الجلوكوز و ATP) للتكاثر.

لذلك ، من الأنسب التفكير في الميتوكوندريا على أنها مجرد عضية أخرى ، تمامًا مثل الشبكة الإندوبلازمية ، أو الجسيمات الحالة ، أو النواة. ليس من المنطقي التفكير في تلك الهياكل الأخرى على أنها "حية" أو "ميتة" ، تمامًا كما لا معنى للتفكير في الميتوكوندريا بنفس الطريقة. نعم هم تستخدم أن تكون مستقلاً ، لكن لم تعد ؛ بدلاً من ذلك ، فهي جزء متكامل من الخلية بأكملها.


اجابة قصيرة: وفقًا لتعريف الحياة ، نعم ، الميتوكوندريا "ميتة".


لكي يتم اعتبار الكائن الحي على قيد الحياة ، يجب أن يستوفي المعايير التالية:

  • هيكل منظم يؤدي وظيفة محددة
  • القدرة على الحفاظ على الوجود ، على سبيل المثال عن طريق التغذية
  • القدرة على الاستجابة للمنبهات أو لبيئتها
  • قادرة على التكيف
  • القدرة على الإنبات أو التكاثر

هل الميتوكوندريا منظمة؟

نعم ، لديهم بنية تسمح لهم باستقلاب الطاقة التي تجلبها لهم الخلية.

هل تستطيع الميتوكوندريا الحفاظ على وجودها؟

لا ، العديد من الجينات التي تحتاجها الميتوكوندريا لتعمل لم تعد موجودة في الميتوكوندريا. إنهم بحاجة إلى الخلية المضيفة لتوفير الكثير مما يحتاجون إليه.

لاحظ أنني أشير إلى علم الوراثة في الميتوكوندريا. اعتاد أن يتم تضمينها في الميتوكوندريا نفسها وتم نقلها إلى DNA مضيف الخلية. هذا هو السبب في أنني أعتبرهم "ميتين" لأنهم لم يعودوا كائنًا حيًا خاصًا بهم ، بل هم عضية تساعد الخلية على البقاء على قيد الحياة.

يمكننا التوقف هنا لأن هذا يستبعد الميتوكوندريا من اعتبارها على قيد الحياة. ومع ذلك ، لاستكمال ، سأستمر.

هل تستطيع الميتوكوندريا الاستجابة للمنبهات؟

نعم ، لكي تنقسم ، تستقبل الإشارات من الخلية. سأعتبر هذا استجابة لبيئتها.

هل يمكن أن تتكاثر الميتوكوندريا؟

نعم ، إن تكاثرها يشبه إلى حد كبير تكاثر البكتيريا - من خلال عملية تسمى الانشطار.


استنتاج: نظرًا لأن الميتوكوندريا لا يمكنها الحفاظ على الوجود ، فهي وحدها (بفضل عدم الاحتفاظ بجينومها الكامل) ماتت.


أود أن أتوسع قليلاً في منشور SolarLunix ، لأن المنطق المستخدم في الاستنتاج يعني أيضًا أن endosymbionts ، مثل https://en.wikipedia.org/wiki/ definitelynera_(bacterium) ، لا يمكنهم البقاء على قيد الحياة خارج مضيفهم أيضا "ميت".

أعتقد أن الكثيرين منا لا يتفقون مع هذه الفكرة ، لذا بدلاً من ذلك أود أن أقول إن حقيقة أن العديد من جيناتهم قد تم نقلها إلى النواة هي التي تجعلها عضيات وبالتالي الهياكل الأساسية للخلية حقيقية النواة وبالتالي "ميتة".

في النهاية ، أعتقد أنها مسألة دلالات ، حيث يمكنك القول إنها تمثل مرحلة متقدمة من التعايش الداخلي.


يا له من سؤال رائع للترويج للمناقشة. تتكاثر الميتوكوندريا بالتأكيد ، فهي تحافظ على تدفق طاقة أفضل من أي جزء آخر من الخلية ، وتحافظ على حالة إنتروبيا منخفضة جدًا من خلال استغلال تدفق الطاقة هذا. قد لا يكون هذا إجابة كتابية ، لكن كونك على قيد الحياة يتعلق حقًا بتقليل الانتروبيا المحلية الخاصة بك من خلال استغلال تدفق الطاقة. أظن أن الميتوكوندريا قد توقفت عن التغيير تحت ضغوط الانتقاء الطبيعي ، ولكن ماذا في ذلك - لقد كانت مثالية عمليًا لمليار سنة.


هل الميتوكوندريا ميتة؟ - مادة الاحياء

مدونة Mayo Clinic Medical Science & # 8211 مجموعة منتقاة من القصص المتعلقة بالبحوث والتعليم البحثي: قصص مميزة ، ومقاطع إخبارية مصغرة ، وفرص التعلم ، وملفات التعريف والمزيد من Mayo Clinic.

اتبع Mayo Clinic

المزيد من أبحاث Mayo Clinic

سجل في النهوض بالعلم والحصول على التحديثات عندما يكون لدينا محتوى جديد!

تضم شبكة Mayo Clinic News Network مجموعة متنوعة من قصص صحة المستهلك والبيانات الإخبارية البحثية.

يزور اكتشاف & # 8217s Edge، المنشور الشقيق ، لمقاطع الفيديو والميزات والغوص العميق في بعض مفاهيم العلوم الأساسية.

اكتشاف & # 039 s Edge

أرشيف

شارك هذا:

تعريف الميتوكوندريا

الميتوكوندريا هي عضيات خلوية تنتج الطاقة من خلال التنفس الهوائي. على الرغم من أن الميتوكوندريا لها العديد من الوظائف الحيوية ، إلا أنها تشتهر باسم محطات توليد الطاقة في الخلية.

إنها & # 8217 مهمة للغاية لعقلك وعضلاتك لأنها تستخدم طاقة أكثر من بقية أعضائك.

تشبه الميتوكوندريا البطاريات الخلوية التي تحتاج إلى الشحن باستمرار من خلال التنفس. يزودون كل خلية ونسيج وعضو في جسمك بالطاقة. على سبيل المثال ، يحرق دماغك طاقة أكثر من أي عضو آخر. لذلك تحتوي خلايا دماغك على عدد كبير من الميتوكوندريا.

تعتمد صحة وقوة جسمك في أي وقت على صحة الميتوكوندريا. إذا كنت ترغب في زيادة قوتك وإمكاناتك في مجال الطاقة ، فأنت بحاجة إلى حماية الميتوكوندريا.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


هل الميتوكوندريا ميتة؟ - مادة الاحياء

لطالما صاغت الدراسات البيوكيميائية الرائدة مفهوم أن الميتوكوندريا هي "مركز طاقة الخلية". قادت هذه الدراسات ، جنبًا إلى جنب مع الأصل التطوري الفريد للميتوكوندريا ، الطريق إلى عقود من البحث تركز على العضية كمكون أساسي ، ولكنه مستقل ، وظيفي للخلية. في الآونة الأخيرة ، ومع ذلك ، تم تغيير نظرتنا المفاهيمية لهذه العضية المعزولة بشكل عميق مع اكتشاف أن الميتوكوندريا تعمل داخل شبكة متكاملة يتم إعادة تشكيلها باستمرار من خلال أحداث الاندماج والانشطار. بدأ تحديد عدد من البروتينات التي تنظم هذه الأنشطة في توفير تفاصيل آلية لإعادة تشكيل غشاء الميتوكوندريا. ومع ذلك ، يظل السؤال الأوسع نطاقاً فيما يتعلق بالغرض الأساسي لديناميكيات الميتوكوندريا وترجمة هذه التحولات المورفولوجية إلى مخرجات وظيفية متغيرة. كانت إحدى الفرضيات هي أن التنفس والتمثيل الغذائي للميتوكوندريا قد يتم تنظيمهما مكانيًا وزمنيًا بواسطة بنية العضية وموضعها. تدعم الأدلة الحديثة هذه الفكرة وتوسعها من خلال إثبات أن الميتوكوندريا جزء لا يتجزأ من سلاسل إشارات الخلايا المتعددة. ومن المثير للاهتمام أن البروتينات مثل GTPases و kinases و phosphatases تشارك في الاتصال ثنائي الاتجاه بين شبكة الميتوكوندريا وبقية الخلية. تربط هذه البروتينات وظيفة الميتوكوندريا ودينامياتها بتنظيم التمثيل الغذائي ، والتحكم في دورة الخلية ، والتنمية ، والاستجابات المضادة للفيروسات وموت الخلايا. سنسلط الضوء في هذه المراجعة على الأدلة الناشئة التي توفر تعريفًا جزيئيًا للميتوكوندريا كمنصة مركزية في تنفيذ الأحداث الخلوية المتنوعة.


نتائج

ح2ا2-موت الخلايا اللاقحة الناجم عن التشكل وصبغة النبض

في ثقافة التحكم ، تشققت ملقحات الفأر B6C3F1 بشكل طبيعي (95٪) في اليوم الثاني وتطورت إلى أكياس أريمية (92٪) بحلول اليوم الرابع (الشكل 2). في الكيسات الأريمية المتقدمة ، لوحظ متوسط ​​خليتين موتويتين بواسطة صبغة TUNEL (الشكل ثلاثي الأبعاد) ، وهي نتيجة مشابهة لتلك الموضحة سابقًا [43]. نظرًا لأنه تم التعرف على الأكياس الأريمية تظهر PCD [32 ، 33 ، 43 ، 50] ، تلطيخ إيجابي TUNEL من الأكياس الأريمية المعالجة بـ H2ا2 لمدة ساعة واحدة كعنصر تحكم إيجابي لتأكيد فعالية هذا الاختبار الأبوطوزي المطبق في الزيجوت. بعد أربع وعشرين ساعة من العلاج ، كان إجمالي عدد الخلايا (55 ± 19) معنويا (ص & lt 0.05) انخفض ونسبة (25 ± 34٪) من الخلايا المبرمجة زادت بشكل ملحوظ في الكيسات الأريمية (ن = 11) المعالجة بـ 200 ميكرومتر H2ا2، مقارنة بقيم التحكم ، الأكياس الأريمية غير المعالجة (106 ± 14 و 2 ± 2٪ ، على التوالي ، n = 14). ومع ذلك ، 100 ميكرومتر H.2ا2 لم يؤثر العلاج على الخلايا الكلية وكذلك الخلايا المبرمجة في الكيسات الأريمية (112 ± 23 و 2 ± 3٪ على التوالي ، n = 11). في التجارب الأولية ، تأثيرات H2ا2 عند الانقسام وتطور الأجنة الملقحة أو أجنة الفئران المكونة من خليتين ، أظهرت التركيز والاعتماد على الوقت (البيانات غير معروضة).

آثار H.2ا2 في تطوير الزيجوتات الملقحة للفأر التي تم جمعها في اليوم الأول. في ثقافة التحكم غير المعالجة ، تم تشقق 95٪ في المتوسط ​​(العدد = 95) في اليوم الثاني ، وتطور 92٪ إلى الكيسات الأريمية. علاج الزيجوت (ن = 90) مع 200 ميكرومتر H.2ا2 الانقسام والتطور المثبطان ، مما يتسبب في ظهور السمات المورفولوجية لموت الخلايا المبرمج ، بما في ذلك انكماش الخلية ونزيف الغشاء أو الفجوات السيتوبلازمية

آثار H.2ا2 في تطوير الزيجوتات الملقحة للفأر التي تم جمعها في اليوم الأول. في ثقافة التحكم غير المعالجة ، تم تشقق 95٪ في المتوسط ​​(العدد = 95) في اليوم الثاني ، وتطور 92٪ إلى الكيسات الأريمية. علاج البيضة الملقحة (ن = 90) مع 200 ميكرومتر H.2ا2 الانقسام والتطور المثبطان ، مما يتسبب في ظهور السمات المورفولوجية لموت الخلايا المبرمج ، بما في ذلك انكماش الخلية ونزيف الغشاء أو الفجوات السيتوبلازمية

صبغة TUNEL لموت الخلايا في الفئران الملقحة. في التحكم السلبي ، لم تتم إضافة إنزيم ديوكسينوكليوتيديل ترانسفيراز. تظهر اللوحات العلوية تحكمًا سلبيًا بدون إضافة إنزيم (أ) ، صبغة TUNEL سلبية في 200 ميكرومتر H.2ا2- ملقحات معالجة (15 دقيقة) (ب) ، ولكن وصمة عار إيجابية (مضان أخضر مع مرشح isothiocyanate فلوريسئين) في 1 مم H2ا2- المعالجة (1.5 ساعة) البيضة الملقحة (ج) خلال 24 ساعة بعد العلاج. الألواح السفلية: بقعة TUNEL في اليوم الرابع في الكيسة الأريمية المتطورة كما في المجموعة الضابطة (د) و 200 ميكرومتر H.2ا2-خلية واحدة متضررة (ه). يشير رأس السهم إلى نوى TUNEL موجبة ، ويشير السهم إلى الجسم القطبي

صبغة TUNEL لموت الخلايا في الفئران الملقحة. في التحكم السلبي ، لم تتم إضافة إنزيم ديوكسينوكليوتيديل ترانسفيراز. تظهر اللوحات العلوية تحكمًا سلبيًا بدون إضافة إنزيم (أ) ، صبغة TUNEL سلبية في 200 ميكرومتر H.2ا2- ملقحات معالجة (15 دقيقة) (ب) ، ولكن وصمة عار إيجابية (مضان أخضر مع مرشح isothiocyanate فلوريسئين) في 1 مم H2ا2- المعالجة (1.5 ساعة) البيضة الملقحة (ج) خلال 24 ساعة بعد العلاج. الألواح السفلية: بقعة TUNEL في اليوم الرابع في الكيسة الأريمية المتطورة كما في المجموعة الضابطة (د) و 200 ميكرومتر H.2ا2-خلية واحدة متضررة (ه). يشير رأس السهم إلى نوى TUNEL موجبة ، ويشير السهم إلى الجسم القطبي

علاج خفيف للحيوانات الملقحة مع 200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة يمنع الانقسام تمامًا ، ويتم إلقاء القبض على الزيجوتات في مرحلة الخلية الواحدة بعد ذلك (الشكل 2). أظهرت الزيجوتات المعالجة التشكل المنكمش ، لكنها فشلت في إظهار تلطيخ إيجابي PI بعد 24 ساعة من العلاج ، عندما لم يتم تكثيف النوى. أظهر 31 ٪ فقط من الملقحات بقعة إيجابية PI في 48 ساعة بعد العلاج. لم يكشف اختبار TUNEL عن تجزئة الحمض النووي في النواة على مدار 48 ساعة (الجدول 1). بحلول 72 ساعة بعد العلاج ، كانت النوى ملطخة بشكل إيجابي بـ PI ، وأظهرت 46٪ من الملقحات تلطيخ TUNEL ضعيف. في المقابل ، المعالجة المكثفة للحيوانات الملقحة مع 1 ملي مولار2ا2 لمدة 1.5 ساعة من النوى المنكمشة المستحثة والحمض النووي المجزأ الذي تم اكتشافه بواسطة صبغة TUNEL في وقت مبكر يصل إلى 5 ساعات ، وبشكل أكثر وضوحًا خلال 24 ساعة بعد العلاج (الشكل 3 ، C ، C ′ ، C). في 5 ساعات ، خضعت الحيوانات الملقحة للانحطاط الذي يتميز بانكماش السيتوبلازم ونفاذية الغشاء إلى PI وتكثيف النوى (الشكل 4). يوضح الجدول 1 أن موت الخلايا حدث في الزيجوت في وقت مبكر من 5 ساعات بعد الإجهاد التأكسدي المكثف (1 ملي مولار).2ا2 لمدة 1.5 ساعة) ، في حين أن موت الخلية الواضح لم يحدث إلا بعد 48 ساعة في الزيجوتات المعرضة لضغط مؤكسد خفيف (200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة). علاوة على ذلك ، فإن تعطيل التطور واستحثاث موت الخلية ناتج عن H2ا2 نفسها لأن الكاتلاز ، محلل H2ا2، يمكن عكس هذا التأثير تمامًا (البيانات غير معروضة).

ح2ا2-موت الخلايا الناجم في الفئران الملقحة.

علاج او معاملة . ساعات بعد العلاج. ٪ ميت أ (لا. فحص). ٪ TUNEL إيجابية ب (لا. تم فحصها).
مراقبة 5 0 (50) 0 (30)
ح2ا2 (1 ملم) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
ح2ا2 (200 ميكرومتر) ج 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)
علاج او معاملة . ساعات بعد العلاج. ٪ ميت أ (لا. فحص). ٪ TUNEL إيجابية ب (لا. تم فحصها).
مراقبة 5 0 (50) 0 (30)
ح2ا2 (1 ملم) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
ح2ا2 (200 ميكرومتر) ج 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)

تشمل البقعة الحية والميتة كلاً من بقعة PI و Hoechst ، وبيانات Live and Dead Kit المجمعة من 4 مكررات على الأقل.

البيانات المجمعة من 3 مكررات.

قبل 24 ساعة بعد العلاج ، كانت جميع الحيوانات الملقحة سلبية PI ولم تظهر تلطيخًا إيجابيًا لـ TUNEL (البيانات غير معروضة في هذا الجدول) أظهرت الأجسام القطبية FITC إيجابية عند 24-48 ساعة (3 7 ٪ ، ن = 27) و 72 ساعة ( 100٪ ، ن = 22).

ح2ا2-موت الخلايا الناجم في الفئران الملقحة.

علاج او معاملة . ساعات بعد العلاج. ٪ ميت أ (لا. فحص). ٪ TUNEL إيجابية ب (لا. تم فحصها).
مراقبة 5 0 (50) 0 (30)
ح2ا2 (1 ملم) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
ح2ا2 (200 ميكرومتر) ج 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)
علاج او معاملة . ساعات بعد العلاج. ٪ ميت أ (لا. فحص). ٪ TUNEL إيجابية ب (لا. تم فحصها).
مراقبة 5 0 (50) 0 (30)
ح2ا2 (1 ملم) 5-24 96 (67) 89 (3 7)
ح2ا2 (200 ميكرومتر) ج 24 0 (88) 0 (33)
48 31 (83) 0 (24)
72 88 (48) 46 (22)

تشمل البقعة الحية والميتة كلاً من بقعة PI و Hoechst ، وبيانات Live and Dead Kit المجمعة من 4 مكررات على الأقل.

البيانات المجمعة من 3 مكررات.

قبل 24 ساعة بعد العلاج ، كانت جميع الحيوانات الملقحة سلبية PI ولم تظهر تلطيخًا إيجابيًا لـ TUNEL (البيانات غير معروضة في هذا الجدول) أظهرت الأجسام القطبية FITC إيجابية عند 24-48 ساعة (3 7 ٪ ، ن = 27) و 72 ساعة ( 100٪ ، ن = 22).

Zygotes عند 5 ساعات بعد العلاج بـ 1 ملي مولار2ا2 لمدة 1.5 ساعة عرض انكماش الخلية (أ) ونفاذية الغشاء إلى PI (ب). PN ، Pronucleus PB ، الجسم القطبي

Zygotes عند 5 ساعات بعد العلاج بـ 1 ملي مولار2ا2 لمدة 1.5 ساعة عرض انكماش الخلية (أ) ونفاذية الغشاء إلى PI (ب). PN ، Pronucleus PB ، الجسم القطبي

إطلاق السيتوكروم ج وتنشيط Caspase

سعينا أيضًا إلى تحديد ما إذا كان موت الخلايا الملقحة الناجم عن الإجهاد التأكسدي الخفيف والشديد يختلف في السمات المميزة البيوكيميائية الحرجة ، بما في ذلك إطلاق السيتوكروم c وتنشيط كاسباس. تم تكرار التجارب ثلاث مرات ، مع ملاحظة ما لا يقل عن 50 جنينًا في كل معاملة. ح2ا2 علاج 200 ميكرومتر لمدة 15 دقيقة أو 1 مم لمدة 1.5 ساعة يسبب ديناميكيات مختلفة لإطلاق السيتوكروم ج وتفعيل كاسباس. أظهر التلقيح المناعي أن ملقحات طبيعية أظهرت تلطيخًا شبكيًا ومنقطًا للسيتوكروم ج (الشكل 5 ب) ، متزامنًا مع توطين الميتوكوندريا ([45 ، 46] ، نتائج غير منشورة). ملقحات تعامل مع 1 ملي مولار2ا2 لمدة 1.5 ساعة تقريبًا عرضت توزيعًا منتشرًا لتلطيخ السيتوكروم ج ، مما يدل على إطلاقه من الميتوكوندريا ، من 1 و 2 و 4 و 6 ساعات بعد العلاج حتى نهاية فترة المراقبة عند 24 ساعة (الشكل 5 أ). العلاج بـ 200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة لم تحفز إطلاق السيتوكروم ج حتى 72 ساعة بعد العلاج ، عندما ظهرت كتل من الميتوكوندريا ودرجة معينة من توزيع السيتوكروم ج المتجانس في السيتوبلازم. قبل 48 ساعة ، لم تكن هناك تغييرات يمكن اكتشافها في توطين السيتوكروم ج ، على الرغم من ملاحظة بعض تكتل الميتوكوندريا من خلال تلطيخ JC-1 ومراقبة البنية التحتية ، كما هو موضح أدناه.

صورة مجهرية مضان توضح التوزيع المتجانس لتلطيخ السيتوكروم ج ، مما يشير إلى إطلاق السيتوكروم ج في الزيجوتات المعالجة بـ 1 ملي مولار H2ا2 لمدة 1.5 ساعة (أ) ، وعلامات توطين السيتوكروم ج في الميتوكوندريا في ملقحات التحكم (ب)

صورة مجهرية مضان توضح التوزيع المتجانس لتلطيخ السيتوكروم ج ، مما يشير إلى إطلاق السيتوكروم ج في الزيجوتات المعالجة بـ 1 ملي مولار H2ا2 لمدة 1.5 ساعة (أ) ، وعلامات توطين السيتوكروم ج في الميتوكوندريا في ملقحات التحكم (ب)

وبالمثل ، 200 ميكرومتر H.2ا2 لم يحث على تنشيط كاسباس في ملقحات خلال 48 ساعة بعد العلاج. ومع ذلك ، 1 مم H.2ا2 تم تنشيط كاسباس في وقت مبكر من 3 ساعات ، وتم اكتشاف كاسباس نشط على مدار 24 ساعة. في السيطرة ، الزيجوتات غير المعالجة ، تميز نشاط الكاسبيز المنخفض بتلطيخ أصفر فاتح مائل إلى البني ، يظهر في مظهر رمادي متجانس (الشكل 6 أ). تشير البقعة البنية أو البنية الداكنة في السيتوبلازم (المرحلة المبكرة) أو النوى (المرحلة المتأخرة) إلى الكاسباس النشط بعد علاج موت الخلايا المبرمج ، كما هو موضح باللون الأسود في الشكل 6 و B و C. وبالمثل ، تم اكتشاف كاسباس نشط في السيتوبلازم ولاحقًا في النواة في البويضات موت الخلايا المبرمج عن طريق تحليل التألق [30]. العلاج ب 1 ملي مولار2ا2 كما تم إثبات قدرته على تحفيز تنشيط البروتياز الذي يشبه كاسباس 3 في خلايا PC 12 [41]. يوضح الشكل 6 د بقعة كاسباس النشطة في الكيسات الأريمية كعنصر تحكم إيجابي. في الواقع ، تم الكشف عن تعبير كاسباس في الكيسات الأريمية [32 ، 51]. يبدو أن الكاسبيز النشط مرتبط بتفتيت الحمض النووي في الكيسات الأريمية.

مقايسة نشاط Caspase أ) ملقحات طبيعية مع تلطيخ بسيط للخلفية فقط ، مما يشير إلى عدم تنشيط كاسباس. ب و ج) اقتراح تلطيخ بني من كاسباس نشط في 1 مم H.2ا2- ملقحات معالجة تلطيخ بني غامق جدا في النوى ، يشار إليها بواسطة سهمين. د) السيطرة على تلطيخ الكيسة الأريمية (يشير رأسا سهام إلى بقعة كاسباس نشطة في خليتين)

مقايسة نشاط Caspase أ) ملقحات طبيعية مع تلطيخ بسيط للخلفية فقط ، مما يشير إلى عدم تنشيط كاسباس. ب و ج) اقتراح تلطيخ بني من كاسباس نشط في 1 مم H.2ا2- ملقحات معالجة تلطيخ بني غامق جدا في النوى ، يشار إليها بواسطة سهمين. د) السيطرة على تلطيخ الكيسة الأريمية (يشير رأسا سهام إلى بقعة كاسباس نشطة في خليتين)

التغييرات في MMP وتوزيع الميتوكوندريا النشطة

بدا الموت البقعي الخفيف الناجم عن الإجهاد التأكسدي أكثر إثارة للاهتمام لأن توقف دورة الخلية لفترات طويلة يحاكي موت الخلايا للبيض البشري المسن ولأن الشيخوخة مرتبطة بالأكسدة الخفيفة ، بدلاً من الإجهاد الشديد الحاد. سعينا إلى تحديد ما إذا كان MMP والتوزيع والهيكل قد تأثروا أيضًا بـ H الخفيف2ا2 العلاج ، كما ورد في PCD في العديد من أنواع الخلايا الجسدية. تمت مقارنة التغييرات في MMP ، التي تم تقييمها من خلال التحول في انبعاث التألق وشدة الصبغة JC-1 ، بين ملقحات غير معالجة غير مُعالجة وحيوانات ملقحة تمت معالجتها بـ 200 ميكرومتر H2ا2 1 و 2 و 3 و 4 و 6 ساعات بعد العلاج. في حالة التحكم ، تم توزيع ملقحات طبيعية محملة مسبقًا بـ JC-1 ، تجمعات الميتوكوندريا ذات الطاقة العالية بالتساوي في جميع أنحاء السيتوبلازم ، تظهر على شكل مضان أحمر (الشكل 7 ، A و B). تظهر الحيوانات الملقحة الحية ، مثل الخلايا الأخرى ، ميتوكوندريا مفرطة الاستقطاب ومفرطة الاستقطاب [13 ، 48]. بعد التعرض لـ 200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة ، تم إزالة استقطاب MMP بسرعة ، كما يتضح من التألق الأخضر السائد في المنطقة الوسطى من السيتوبلازم ، وكذلك اختفاء التألق الأحمر وظهور مجاميع البرتقال حول المناطق القشرية. بدءًا من ساعتين بعد العلاج ، كانت كثافة نسبة البكسل ، التي تعكس MMP ، أقل في المنطقة المتوسطة من H2ا2- الأجنة المعالجة أكثر من الأجنة الضابطة (الشكل 7 ج). لوحظ التوزيع حول النواة للميتوكوندريا النشطة في ملقحات التحكم ، ولكن ليس في H.2ا2- ملقحات معالجة (الشكل 8).

التصوير المجهري متحد البؤر للميتوكوندريا في الفئران الملقحة الملطخة بـ JC-1. أ) القناة 1 باللون الأحمر (مجاميع شديدة الاستقطاب ، J) ، والقناة 2 باللون الأخضر (شكل مونومر من JC-1) ، ومضان مدمج (لتحليل صورة النسبة) في ملقحات مستزرعة للتحكم و 200 ميكرومتر H2ا2- علاج ملقح في 4 ساعات. ب) تضخيم أعلى في السيتوبلازم المركزي للزيجوتات. PN ، نواة. ج) تحليل نسبة التصوير التي تم جمعها من الصور (كنفوكل). تم تعيين متوسط ​​MMP النسبي من ملقحات التحكم في كل نقطة زمنية عند 100٪ ، وتم التعبير عن MMP في ملقحات مُعالجة بالنسبة للتحكم في تلك النقطة الزمنية. انخفض MMP في البيضة الملقحة من ساعتين بعد علاج 200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة واستمر الانخفاض خلال الساعات اللاحقة. يتم تقديم البيانات كوسيلة ± SD في ثلاث مكررات

التصوير المجهري متحد البؤر للميتوكوندريا في الفئران الملقحة الملطخة بـ JC-1. أ) القناة 1 باللون الأحمر (مجاميع شديدة الاستقطاب ، J) ، والقناة 2 باللون الأخضر (شكل مونومر من JC-1) ، ومضان مدمج (لتحليل صورة النسبة) في ملقحات مستزرعة للتحكم و 200 ميكرومتر H2ا2- علاج ملقح في 4 ساعات. ب) تضخيم أعلى في السيتوبلازم المركزي للزيجوتات. PN ، نواة. ج) تحليل نسبة التصوير التي تم جمعها من الصور (كنفوكل). تم تعيين متوسط ​​MMP النسبي من ملقحات التحكم في كل نقطة زمنية عند 100٪ ، وتم التعبير عن MMP في اللقاحات المعالجة بالنسبة للتحكم في تلك النقطة الزمنية. انخفض MMP في البيضة الملقحة من ساعتين بعد علاج 200 ميكرومتر H2ا2 لمدة 15 دقيقة واستمر الانخفاض خلال الساعات اللاحقة. يتم تقديم البيانات كوسيلة ± SD في ثلاث مكررات

تلطيخ MitoTracker للميتوكوندريا النشطة في الملقحات. شوهد التوزيع المحيط بالنووي للميتوكوندريا (السهم) في ملقحات تحكم ولكن غائب (رأس السهم) حول النواة (PN) في ملقحات تمت معالجتها بـ 200 ميكرومتر H2ا2. تحت التصوير على النقيض من التداخل التفاضلي ، يمكن رؤية النوى سليمة في كلتا المجموعتين الملقحة. تم تصور أجنة مختلفة في ظل تباين التداخل التفاضلي والفلورة

تلطيخ MitoTracker للميتوكوندريا النشطة في الملقحات. شوهد التوزيع المحيط بالنووي للميتوكوندريا (السهم) في ملقحات تحكم ولكن غائب (رأس السهم) حول النواة (PN) في ملقحات تمت معالجتها بـ 200 ميكرومتر H2ا2. تحت التصوير على النقيض من التداخل التفاضلي ، يمكن رؤية النوى سليمة في كلتا المجموعتين الملقحة. تم تصور أجنة مختلفة في ظل تباين التداخل التفاضلي والفلورة

مراقبة البنية التحتية للميتوكوندريا

في ملقحات التحكم غير المعالجة (الشكل 9) ، أظهرت الميتوكوندريا غير الناضجة ذات الشكل الكروي ، والمفرغة ، وغير الناضجة مصفوفات كثيفة الإلكترون بدون أعراف واضحة. كانت الميتوكوندريا مبعثرة في جميع أنحاء المنطقة الوسيطة من السيتوبلازم (الشكل 9 ، الألواح العلوية). في البيضة الملقحة تعامل مع 200 ميكرومتر H.2ا2، لوحظت تغييرات في بنية الميتوكوندريا ، بما في ذلك اضطراب المصفوفة ، في ساعتين. بحلول 4 ساعات بعد العلاج ، تم العثور على مزيد من فقدان المصفوفة وزيادة حجم الفجوة (الشكل 9 ، B و D). يبدو أن الغشاء قد تضرر في بعض الميتوكوندريا. علاوة على ذلك ، تتجمع الميتوكوندريا داخل السيتوبلازم (الشكل 9 ، اللوحة العلوية). لم نشهد تغيرات هيكلية واضحة في العضيات الأخرى ، بما في ذلك الغلاف النووي والنواة.

الصور المجهرية الإلكترونية للبنية التحتية الدقيقة للميتوكوندريا من الفئران الملقحة المعالجة بـ 200 ميكرومتر H2ا2. في الأعلى: التوزيع المتجانس للميتوكوندريا في المنطقة الوسيطة للتحكم في الزيجوتات وتجمع الميتوكوندريا في السيتوبلازم في H2ا2- علاج ملقحات. × 4000. أ ، ج) السيطرة على الزيجوت ب ، د) ح2ا2- ملقحات معالجة تظهر تغير البنية التحتية للميتوكوندريا في المصفوفة أو الغشاء. × 34000

الصور المجهرية الإلكترونية للبنية التحتية الدقيقة للميتوكوندريا من الفئران الملقحة المعالجة بـ 200 ميكرومتر H2ا2. في الأعلى: التوزيع المتجانس للميتوكوندريا في المنطقة الوسيطة للتحكم في الزيجوتات وتجمع الميتوكوندريا في السيتوبلازم في H2ا2- علاج ملقح. × 4000. أ ، ج) السيطرة على الزيجوت ب ، د) ح2ا2- ملقحات معالجة تظهر تغير البنية التحتية للميتوكوندريا في المصفوفة أو الغشاء. × 34000


إمكانات غشاء الميتوكوندريا (MMP) ، كمؤشر رئيسي لوظيفة الميتوكوندريا ، يمكن أن تعكس الحالة الصحية الخلوية. يمكن أن يؤثر الخلل الوظيفي في MMP ، حتى التغييرات الطفيفة غير العادية ، بشكل كبير على النشاطات الحيوية داخل الخلايا ، مسببة أمراضًا مختلفة ، مثل التهاب القرنية والسكري ومرض الزهايمر وحتى السرطان. وبالتالي ، فإن اكتشاف تباين MMP له أهمية كبيرة للبحث البيولوجي والتشخيص الطبي. نظرًا لمزايا الوقت الحقيقي و فى الموقع المراقبة ، تم تطوير مجموعة متنوعة من مجسات الفلورسنت العضوية في السنوات الأخيرة للكشف عن MMP. ومع ذلك ، لم تتم مراجعة هذا الموضوع المثير للاهتمام والحدود حتى الآن. في هذه المراجعة ، سنركز على عدة أنواع من مجسات الفلورسنت العضوية الحديثة التي قدمت رؤى حول اكتشاف MMP ، بما في ذلك مفاهيم التصميم وآليات الاستجابة وتطبيقات الأمثلة التمثيلية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تزال هناك بعض أوجه القصور والقيود في مجسات الفلورسنت الموجودة في اكتشاف MMP ، مثل التعرض للتداخل ، والكشف غير القابل للقياس الكمي ، ونقص التطبيق السريري. قد تعزز هذه المراجعة النقدية تطوير مجسات فلورية MMP أكثر قوة ، مما يوفر أدوات أكثر قوة للبحث في علم الأحياء الأساسي لتحسين تشخيصات السرطان وعلاجاته في العيادات في المستقبل.

تمت مراجعة التطورات الأخيرة لتحقيقات الفلورة العضوية للكشف عن إمكانات غشاء الميتوكوندريا (MMP) لأول مرة.


مضادات الأكسدة في الميتوكوندريا

ثبت أن المواد الكيميائية الموجودة في بعض الفواكه والخضروات لها نشاط مضاد للأكسدة. هذا يعني أنه في الاختبارات المعملية ، يمكنهم تحييد الجذور الحرة. كان يعتقد أن تناول هذه الأطعمة ، أو المستخلصات المصنوعة منها ، من شأنه أن يساعد الجسم على إزالة الجذور الحرة الضارة.

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن مضادات الأكسدة تعمل بشكل مختلف في الجسم عنها في المختبر. يُعتقد الآن أن بعض مضادات الأكسدة ، على وجه الخصوص ، فئة من المواد الكيميائية النباتية المعروفة باسم البوليفينول ، لها تأثير مباشر على الميتوكوندريا. يبدو أنها تحفز الميتوكوندريا لتصبح أكثر كفاءة في توليد الطاقة من الطعام ، لذا فإنها تولد عددًا أقل من الجذور الحرة وتحييدها بسرعة أكبر. يبدو الأمر كما لو أن عمل الميتوكوندريا يتم "ضبطه" بواسطة البوليفينول - وهو تأثير مشابه للتأثير الذي يحدث في الميتوكوندريا عن طريق التمرين.


استنتاج

كما هو موضح في هذه المراجعة ، فإن العديد من آليات تنظيم الميتوكوندريا من شبكات الجينات التفاضلية إلى الضوابط الأنزيمية تبرز بشكل بارز في تسهيل MRD والسماح للكائنات الحية بالبقاء على قيد الحياة من الضغوط البيئية الشديدة. في الواقع ، فإن الموضوعات الأيضية المركزية والتكيفات الفريدة التي تم تسليط الضوء عليها ، بالإضافة إلى الأسئلة الجديدة التي تمت مناقشتها تمثل الاتجاهات المستقبلية ذات الصلة التي من شأنها تحسين فهمنا للأسس الجزيئية للتكيفات الشديدة في الميتوكوندريا.


الاستنتاجات ووجهات النظر

لقد قدمنا ​​أنواع وآليات تنظيم التهاب الحويصلات بإيجاز وناقشنا التأثير الكبير للميتوكوندريا على موت الخلايا المبرمج في هذه المراجعة. بالإضافة إلى مناقشة الآلية بين موت الخلايا المبرمج من النوع المعروف جيدًا والميتوكوندريا ، تم أيضًا التأكيد على موت الخلايا المبرمج بوساطة MOMP في مسارات إشارات مختلفة. وفقًا للنتائج الحديثة ، تم تسليط الضوء على العلاقة بين MOMP و piroptosis بوساطة الالتهاب ، كما تم الكشف عن التفاعل بين التهاب الحنجرة وموت الخلايا المبرمج. على الرغم من أن الميتوكوندريا متورطة في مجموعة متنوعة من أنواع موت الخلايا التنظيمية ، فإن الآليات الجزيئية المعنية ليست محددة تمامًا. علاوة على ذلك ، هناك بالفعل عقاقير أو جزيئات علاجية تستهدف الميتوكوندريا لتنظيم العمليات المرضية التي تنطوي على الميتوكوندريا. ذكرت دراسة سابقة أن مجمع المسام الانتقالي للنفاذية (PTPC) ، وهو مركب متعدد البروتينات ، يشارك في عملية التمثيل الغذائي لاستقرار الميتوكوندريا وأيضًا في مسارات موت الخلايا المبرمج الجوهرية المتعلقة بالميتوكوندريا (Deniaud et al. ، 2006). قد يكون هذا التدخل المستهدف ، الذي يدمج إشارات الموت المتعددة ، استراتيجية علاجية واعدة للتطبيق السريري. تم إثبات أن Survivin ، وهو عضو في عائلة الجينات IAP5 ، ​​يعمل كعامل تنظيمي لموت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا ويمنع موت الخلايا المبرمج في الميتوكوندريا باستخدام تقنية نقل الفيروس الغدي في كل من الدراسات الحيوانية والخلوية (Blanc-Brude et al. ، 2003). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمجال تجانس واحد لمناطق التماثل BCL-2 (BH3) Peptidomimetics أن يمنع موت الخلايا المبرمج وبالتالي يتدخل في تطور بعض الأمراض ذات الصلة ، على الرغم من أن تطوير التدخلات المستهدفة لا يزال محدودًا (Nemec and Khaled ، 2008). باختصار ، أثار التنظيم المستهدف للميتوكوندريا والعمليات المرضية المرتبطة بها اهتمامًا كبيرًا بشكل تدريجي. في حين أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث والاستكشاف ، فإن هذا لا يمنع استهداف الميتوكوندريا كإستراتيجية جديدة واعدة لتنظيم موت الخلايا لتحقيق السيطرة على المرض أو علاج الأغراض.


شاهد الفيديو: #7 Mitochondria الميتوكوندريا. Biology (قد 2022).