ไมโทคอนเดรีย

ไมโทคอนเดรียน (อังกฤษ: mitochondrion; /ˌmaɪtəˈkɒndrɪən/,^[1] พหูพจน์: ไมโทคอนเดรีย; mitochondria) เป็นออร์แกเนลล์ประเภทกึ่งอิสระ (semi-autonomous) ที่มีเยื่อหุ้มสองชั้น พบในสิ่งมีชีวิตยูแคริโอตส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามบางเซลล์ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อาจไม่มีไมโทคอนเดรียก็ได้ (เช่นเซลล์เม็ดเลือดแดงที่โตเต็มวัยในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม) ส่วนในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำนวนหนึ่ง เช่น microsporidia, parabasalids และ diplomonads ล้วนแล้วแต่ได้ลดขนาดหรือแปลงไมโทคอนเดรียไปเป็นโครงสร้างอื่น ๆ ^[2] จนถึงปัจจุบัน มีการค้นพบยูคารีโอตชนิดเดียวเท่านั้น (Monocercomonoides) ที่ปราศจากไมโทคอนเดรียโดยสิ้นเชิง^[3] และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เพียงชนิดเดียว (Henneguya salminicola) ที่ปราศจากออร์แกเนลล์ใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับไมโทคอนเดรียโดยสิ้นเชิง อันเกี่ยวเนื่องกันกับการสูญเสียจีโนมที่เกี่ยวข้องกับไมโทคอนเดรียไปเลยโดยสิ้นเชิง^[3][4][5]

ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงไมโตคอนเรียสองชิ้นในเนื้อเยื่อปอดสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ในภาพสามารถเห็นแมทริกซ์และเมมเบรนของไมโทคอนเดรีย

ชีววิทยาเซลล์
องค์ประกอบของเซลล์สัตว์โดยทั่วไป: นิวคลีโอลัส นิวเคลียส ไรโบโซม (จุดเล็ก ๆ) เวสิเคิล ร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบขรุขระ กอลไจแอปพาราตัส (หรือ กอลไจบอดี) ไซโทสเกเลตัน ร่างแหเอนโดพลาสมิกแบบเรียบ ไมโทคอนเดรียน แวคิวโอล ไซโทซอล (ของเหลวที่บรรจุออร์แกเนลล์ต่าง ๆ ที่รวมกันเป็นไซโทพลาสซึม) ไลโซโซม เซนโทรโซม เยื่อหุ้มเซลล์
องค์ประกอบของไมโทคอนเดรียนทั่วไป 1 เยื่อหุ้มชั้นนอก 1.1 พอริน 2 ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้ม 2.1 ช่องว่างคริสเตียล 2.2 ช่องว่างเพริเฟอรอล 3 ลาเมลลา 3.1 เยื่อหุ้มชั้นใน 3.11 เยื่อหุ้มบาวดารีชั้นใน 3.12 เยื่อหุ้มคริสเต 3.2 แมตริกซ์ 3.3 คริสเต 4 ดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรีย 5 เมตริกซ์กรานูล 6 ไรโบโซม 7 เอทีพีซินเทส

จำนวนของไมโทคอนเดรียนในเซลล์แต่ละชนิดจะมีจำนวนไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับชนิดและกิจกรรมของเซลล์ เซลล์ที่มีเมแทบอลิซึมสูงจะมีไมโตคอนเดรียมาก เช่น เซลล์ตับ ไต กล้ามเนื้อหัวใจ (เซลล์ตับสามารถมีได้มากกว่า 2,000 เซลล์)

คำว่าไมโทคอนเดรียนนั้นมากจากภาษากรีก “ไมโตส” (μίτος, mitos) แปลว่าเชือก "thread") และ “ชอนดริออน” (χονδρίον, chondrion) แปลว่าเมล็ดหรือกรานูล ("granule")^[6] ไมโทคอนเดรียผลิตส่วนใหญ่ของอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ภายในเซลล์ ซึ่งใช้เป็นแหล่งพลังงานเคมีของเซลล์^[7] จึงมักเรียกไมโทคอนเดรียกันว่าเป็น “โรงไฟฟ้าของเซลล์” (powerhouse of the cell)^[8]

ไมโทคอนเดรียโดยทั่วไปมีพื้นที่ 0.75 และ 3 μm²^[9] แต่แตกต่างกันมากในขนาดและโครงสร้าง นอกจากการสร้างแหล่งพลังงานแก่เซลล์แล้ว ไมโทคอนเดรียยังมีหน้าที่อื่น ๆ เช่น ให้สัญญาณระหว่างเซลล์ (cell signalling), การแยกแยะเซลล์ออกจากกัน (cellular differentiation) และการทำลายตัวเองของเซลล์ (cell death หรือ อะพอพทอซิส; apoptosis) เช่นเดียวกันกับการดำเนินการควบคุมวัฒจักรเซลล์และการเจริญเติบโตของเซลล์^[10] กระบวนการชีวกำเนิดของไมโทคอนเดรีย (Mitochondrial biogenesis) นั้นจึงมีการประสานกันอย่างชั่วคราวกับกระบวนการของเซลล์ต่าง ๆ เหล่านี้^[11][12] ไมโทคอนเดรียนั้นพบว่ามีความเกี่ยวพันกับโรคในมนุษย์บางโรค เช่น กลุ่มความผิดปกติของไมโทคอนเดรีย (mitochondrial disorders),^[13] ภาวะหัวใจวายเฉียบพลัน,^[14][15] และโรคออทิซึม^[16]

อ้างอิง

1. "Mitochondrion | Definition of Mitochondrion by Lexico". Lexico Dictionaries | English. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2020-08-04. สืบค้นเมื่อ 2020-06-11.
2. 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.
4. "Animal that doesn't need oxygen to survive discovered New Scientist". www.newscientist.com. สืบค้นเมื่อ 2020-02-25.
5. Yahalom, Dayana; Atkinson, Stephen D.; Neuhof, Moran; Chang, E. Sally; Philippe, Hervé; Cartwright, Paulyn; Bartholomew, Jerri L.; Huchon, Dorothée (2020-02-19). "A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome". Proceedings of the National Academy of Sciences (ภาษาอังกฤษ). 117 (10): 5358–5363. doi:10.1073/pnas.1909907117. ISSN 0027-8424. PMC 7071853. PMID 32094163.
6. "mitochondria". Online Etymology Dictionary.
7. Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7.
9. 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 4775301. PMID 26777473.
11. 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].
12. 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
13. 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.
14. 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.
15. 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 4604339. PMID 26443844.
16. 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 5467355. PMID 28630658.