वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि माइटोकॉन्ड्रिया कहाँ और क्यों विभाजित होते हैं

खुद के तेजी से प्रजनन के लिए, माइटोकॉन्ड्रिया माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन करते हैं। जैसे ही सेल आकार में बढ़ता है, सेल को अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है और, तदनुसार, अधिक माइटोकॉन्ड्रिया। लेकिन माइटोकॉन्ड्रिया में एक कोशिका के डीएनए से उनका अद्वितीय न्यूक्लिक एसिड होता है, इसलिए माइटोकॉन्ड्रिया का अपना जीवन चक्र होता है। वे केवल अपने डीएनए की नकल करके और खुद को विभाजित करके पुन: पेश कर सकते हैं।

अवांछित सामग्री को खुद से दूर करने के लिए, माइटोकॉन्ड्रियासेल बल, या तो सेल के अंदर गुणा करने के लिए आधे में विभाजित होता है, या इसके सिरों को काट देता है। माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन पर अपने नवीनतम शोध में ईपीएफएल बायोफिजिसिस्टों की यह सबसे हालिया खोज है।

ईपीएफएल तात्जाना क्लियल, पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता और अध्ययन के पहले लेखक ने कहा, “मेरे लिए, महत्वपूर्ण सवाल यह था कि माइटोकॉन्ड्रिया कैसे पता चलता है कि कब फैलाना या नीचा दिखाना है? एक कोशिका माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन के इन दो विरोधी कार्यों को कैसे नियंत्रित करती है?”

चार साल तक 2,000 माइटोकॉन्ड्रिया की खोज करने के बाद, वैज्ञानिकों ने पाया कि माइटोकॉन्ड्रियल डिवीजन साइट यादृच्छिक नहीं है।

यहां एक सुपर-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोप (iSIM) आता है जो इस शोध में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और वैज्ञानिकों को चूहों में जीवित कैंसर सेल लाइनों और हृदय की मांसपेशी कोशिकाओं में कई व्यक्तिगत माइटोकॉन्ड्रिया का निरीक्षण करने में मदद करता है क्योंकि वे उन्हें छोटे भागों में विभाजित करते हैं।

मैनले ने कहा, “माइटोकॉन्ड्रिया का आकार ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के लिए विवर्तन सीमा के करीब है, जो उप-ऑर्गनेल स्तर पर माइटोकॉन्ड्रियल फिजियोलॉजी और आकार में परिवर्तन का अध्ययन करना असंभव बनाता है। विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए अल्ट्रा-हाई-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोप का उपयोग करना, जो तेजी से इमेजिंग की अनुमति देता है। दो बार बढ़ते संकल्प के साथ, हम माइटोकॉन्ड्रियल वर्गों की एक बड़ी संख्या का विश्लेषण करने में सक्षम थे। ”

इन अवलोकनों ने वैज्ञानिकों को उच्च सटीकता के साथ विखंडन के स्थान को निर्धारित करने में मदद की। वे फ्लोरोसेंट बायोसेंसर का उपयोग करके अंग के छोटे हिस्सों में शिथिलता के संकेतों का पता लगाने में भी सक्षम थे।

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माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर कम पीएच इंगित करता है कि एटीपी बनाने के लिए आवश्यक प्रोटॉन पंप अब काम नहीं कर रहा है। कैल्शियम सांद्रता ने माइटोकॉन्ड्रियल संरचनाओं के बारे में जानकारी प्रदान की।

माइटोकॉन्ड्रियल विभाजन के दो प्रकार थे: केंद्रीय और टर्मिनल क्षेत्र। मध्य क्षेत्र विभाजन को पाठ्यपुस्तकों में आणविक विखंडन के तंत्र में पहले ही उल्लेख किया गया है, जबकि परिधीय विभाजन को माइटोकॉन्ड्रियल तनाव और शिथिलता से जोड़ा गया है।

इसके बाद, वैज्ञानिकों ने चूहों की हृदय कोशिकाओं में समान व्यवहार की पहचान की। उन्होंने पाया कि माउस हृदय की मांसपेशी कोशिकाएं (हृदय की मांसपेशी कोशिकाएं) स्वतंत्र रूप से इन दो प्रकार के विखंडन को नियंत्रित कर सकती हैं क्योंकि वे विभिन्न प्रोटीन और तंत्र का उपयोग करते हैं।

यह दवा-अनुबंधित मायोकार्डियल सेल सिमुलेशन परिधीय माइटोसिस की दरों को बढ़ाता है। इसका मतलब है कि माइटोकॉन्ड्रिया ने अधिकतम ऊर्जा का उत्पादन किया जब हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाएं अत्यधिक उत्तेजित होती हैं, जिससे हृदय तेजी से धड़कता है।

इस ऊर्जा के उत्पादन के उपोत्पादों में से एक मुक्त कण है, जिसे प्रतिक्रिया के रूप में भी जाना जाता है ऑक्सीजन प्रजातियां, जो माइटोकॉन्ड्रियल शिथिलता सहित अंतःकोशिकीय शिथिलता का नेतृत्व करने के लिए जानी जाती हैं। इसलिए, तनाव से क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया से छुटकारा पाने के लिए परिधीय विभाजन बढ़ जाता है।

वैज्ञानिकों ने मध्य क्षेत्र के अधिक विभाजनों पर ध्यान दिया क्योंकि उन्होंने हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं को उत्तेजित करने के लिए प्रेरित किया।

उन्होंने भाषा को समझा, “माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन व्यवहार जिसे हमने प्रयोगशाला में देखा, वह सभी स्तनधारी कोशिकाओं के लिए बहुत ही प्रासंगिक है।”

मैनली उसने कहाऔर यह “माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन का यह विनियमन मानव रोगों को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे कि न्यूरोडीजेनेरेशन और कार्डियोवस्कुलर डिसफंक्शन, जो दोनों माइटोकॉन्ड्रियल हाइपरफंक्शन से जुड़े हुए हैं। चिकित्सीय दृष्टिकोण दुर्लभ हैं, क्योंकि माइटोकॉन्ड्रियल विखंडन के वैश्विक लक्ष्यीकरण के कई दुष्प्रभाव होते हैं। प्रोटीन की पहचान करके। विशेष रूप से जैवजनन या गिरावट में शामिल, हम अब औषधीय दृष्टिकोण के लिए अधिक सटीक लक्ष्य प्रदान कर सकते हैं। “

जर्नल संदर्भ:
  1. केली, टी। , रे, टी। , सर्दी, जे एट अल। विशेषता विखंडन संकेत माइटोकॉन्ड्रियल गिरावट या जैवजनन की भविष्यवाणी करते हैं। प्रकृति (2021)। जोर से: 10.1038 / s41586-021-03510-6
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