Mitokondri Gözdeki Minik Mercekler Olarak Çifte


Bir sivrisinek izliyor sizi mikroskobik merceklerden oluşan bir kafesten geçirirsiniz. Arkana bakıyorsun, elinde sineklik uçuyor, mütevazi tek lensli gözlerinle kan emiciyi yakından takip ediyorsun. Ancak, birbirinizi ve dünyayı görme şeklinizin düşündüğünüzden daha fazla ortak yönü olabileceği ortaya çıktı.

bir çalışma geçen ay yayınlandı içinde Bilim Gelişmeleri Memeli gözlerinin içinde, hücrelere güç sağlayan organeller olan mitokondrinin, mikroskobik mercekler olarak ikinci bir role hizmet edebileceğini ve ışığı, beynin yorumlaması için ışığı nöral sinyallere dönüştüren fotoreseptör pigmentlerine odaklamaya yardımcı olabileceğini buldu. Memelilerin gözleri ile böceklerin ve diğer eklembacaklıların bileşik gözleri arasında çarpıcı bir paralellik oluşturan bulgular, kendi gözlerimizin gizli optik karmaşıklık seviyelerine sahip olduğunu ve evrimin hücresel anatomimizin çok eski kısımları için yeni kullanımlar bulduğunu gösteriyor.

Gözün en ön kısmındaki mercek, çevreden gelen ışığı arkadaki retina adı verilen ince bir doku tabakasına odaklar. Orada, fotoreseptör hücreleri (dünyamızı renkli boyayan koniler ve düşük ışıkta gezinmemize yardımcı olan çubuklar) ışığı emer ve beyne yayılan sinir sinyallerine dönüştürür. Ancak ışığa duyarlı pigmentler, fotoreseptörlerin en uçlarında, kalın bir mitokondri demetinin hemen arkasında bulunur. Bu demetin garip yerleşimi, mitokondriyi görünüşte gereksiz, ışık saçan engellere dönüştürür.

Mitokondri, hafif parçacıklar için “son engel” olduğunu söyledi. Wei Li, Ulusal Göz Enstitüsü’nde kıdemli bir araştırmacı ve makalenin kıdemli yazarı. Yıllar boyunca, vizyon bilimciler bu organellerin bu garip yerleşimini anlamlandıramadılar – sonuçta çoğu hücrenin mitokondrileri merkez organellerini, çekirdeği kucaklıyor.

Bazı bilim adamları, demetlerin, enerjiyi kolayca dışarı pompalamak ve hızlı bir şekilde iletmek için, oldukça enerji gerektiren bir süreç olan, ışık sinyallerinin sinir sinyallerine dönüştürüldüğü yere yakın oturmak üzere evrimleşmiş olabileceğini öne sürdüler. Ancak daha sonra çalışmalar, fotoreseptörlerin enerji için bu kadar çok mitokondriye ihtiyaç duymadıklarını, bunun yerine enerjilerinin daha fazlasını hücrenin jelatinimsi sitoplazmasında meydana gelen glikoliz adı verilen bir süreçten alabileceklerini öne sürmeye başladı.

Li ve ekibi, gün boyunca harika bir görüşe sahip olan ancak fotoreseptörleri orantısız olarak koniler olduğu için pratik olarak gece körü olan küçük bir memeli olan yer sincabının konilerini analiz ederek bu mitokondri demetlerinin rolünü öğrenmeyi üstlendiler.

Bilgisayar simülasyonları mitokondriyal demetlerin optik özelliklere sahip olabileceğini öne sürdükten sonra, Li ve ekibi gerçek şey üzerinde deneylere başladı. Li, sincap retinasının ince bir örneğini kullandılar, konilerinin parçaları dışında çoğunlukla hücrelerinden sıyrıldılar, böylece bir zarın içine düzgünce paketlenmiş “hemen hemen bir torba mitokondriye sahip oldular” dedi.

Bu örneğe ışık tutmak ve Li’nin laboratuvarında görevli bilim insanı ve çalışmanın baş yazarı John Ball tarafından yapılan özel bir konfokal mikroskop altında incelemek, çarpıcı bir sonucu ortaya çıkardı. Mitokondriyal demetten geçen ışık, parlak, net bir şekilde odaklanmış bir ışın olarak ortaya çıktı. Araştırmacılar, bu mikro lensler aracılığıyla, canlı bir hayvanda fotoreseptör pigmentlerinin bekleyeceği karanlığa ışık hüzmesinin fotoğraflarını ve videolarını çektiler.

Li, engel olmak yerine, mitokondriyal demetlerin minimum kayıpla fotoreseptörlere mümkün olduğunca fazla ışık hunisine yardımcı olmada kritik bir rol oynadığını söyledi.

Simülasyonlarla, o ve meslektaşları, lens etkisinin, onu çevreleyen zardan değil, esas olarak mitokondriyal demetin kendisinden kaynaklandığını doğruladı (zar bir rol oynadı). Yer sincabının doğal tarihinin bir tuhaflığı, mitokondriyal demetin şeklinin, odaklanma yetenekleri için kritik olduğunu kanıtlamalarına da yardımcı oldu: Yer sincabının kış uykusuna yattığı aylarda, mitokondriyal demetleri düzensiz ve sıkıştırılmış hale gelir. Araştırmacılar, kış uykusuna yatan bir yer sincabının mitokondriyal demetinden ışık geçtiğinde ne olduğunu simüle ettiklerinde, ışığın uzun ve çok düzenli olduğu zamanki kadar iyi bir şekilde konsantre olmadığını buldular.



Kaynak : https://www.wired.com/story/mitochondria-double-as-tiny-lenses-in-the-eye

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir