Vsebina
Biologi vse življenje na Zemlji delijo na tri domene: bakterije, arheje in evkarije. Bakterije in arheje so sestavljene iz posameznih celic, ki nimajo jedra in nimajo notranjih membranskih organelov. Evkarije so vsi organizmi, katerih celice vsebujejo jedro in druge notranje membranske organele. Eukarioti so znani tudi po tem, da imajo specializirano organelo, imenovano mitohondriji. Mitohondrije so tako pogosta značilnost večine evkariontov, da veliko ljudi spregleda tistih nekaj evkariontov, ki jim primanjkuje mitohondrijev.
Kaj so Evkarioti?
Posamezna evkariontska celica je sestavljena iz gel podobne vodne citoplazme, v kateri kroglasta jedrska membrana hrani DNK, odseki, vezani na membrano, pa ločujejo druga delovna področja celice. Skoraj vsi evkarionti vsebujejo organelo, imenovano mitohondrion. Mitohondriji vsebujejo lastno DNK in uporabljajo lastne stroje za sintezo beljakovin - popolnoma neodvisne od strojev preostale celice. Sprejeto mnenje je, da je bakterija napadla arhejsko območje pred več stotimi milijoni let. Odnos se je razvil v simbiotično. Bakterije so danes znane kot mitohondriji in kombinacija se je razvila v večino znanih evkariontskih organizmov.
Delovanje mitohondrijev
Mitohondrije so primarna mesta, ki ustvarjajo energijo v večini evkariontskih celic. Ključni so za postopek, imenovan aerobno celično dihanje. Celično dihanje je postopek, v katerem celice cepijo organske molekule in shranjujejo energijo, ki jo pridobivajo, v molekulah, imenovanih adenozin trifosfat ali ATP. To je mogoče storiti brez kisika, v tem primeru se imenuje anaerobno dihanje. Če je kisik prisoten, lahko večina evkariontskih celic in nekaj prokariotskih celic ustvari veliko več ATP molekul s postopkom aerobnega celičnega dihanja. Pri evkariontih ta proces poteka znotraj mitohondrijev. V aerobnih prokariotih se ta proces odvija na celični membrani.
Energija iz glukoze
Mnoge evkariontske celice dobijo večji del svoje energije iz glukoze. Prvi korak je razdelitev glukoze na dva enaka dela. Temu koraku pravimo glikoliza. Glikoliza se pojavi v citoplazmi in ustvarja malo energije za celico. Naslednji korak pri proizvodnji energije je odvisen od posebne vrste celice in trenutnega okolja v celici. Če je raven kisika nizka, lahko evkariontske celice padejo nazaj na anaerobno celično dihanje - natančneje postopek, imenovan fermentacija, pri katerem se proizvodi glikolize uporabijo malo več energije in pustijo spojino, imenovano mlečna kislina. Človeške mišične celice to storijo, ko poraba energije iz mišic presega hitrost zaužitega kisika. Ko so prisotne zadostne količine kisika, ljudje in drugi evkariontski organizmi izkoristijo večjo količino energije, ki jo lahko dobijo z uporabo izdelkov glikolize do popolnega aerobnega dihanja v mitohondrijih.
Amitohondrijski evkarioti
Evkarioti, ki uporabljajo kisik za optimizacijo proizvodnje energije, ne bi mogli preživeti, če bi jim odvzeli mitohondrije. Vendar obstajajo evkarioti, ki nimajo mitohondrije, imenovane amitohondrijski evkarioti. Ker nimajo mitohondrije, ki bi dokončal aerobno dihanje, so vsi amitohondrijski evkarionti anaerobni. Črevesni parazit Giardia lamblia je na primer anaerobni in nima mitohondrijev. Nekateri drugi amitohondriji so Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum in Entamoeba histolytica. Obstaja nekaj vprašanj glede izvora teh organizmov: ali so izgubili mitohondrije, ki so jih imeli nekoč, ali pa so potomci najzgodnejših evkariontov pred zlitjem z mitohondriji? Predlagane so različne filogenetske povezave med amitohondriati in drugimi evkarionti, vendar zaenkrat še ni eno sprejete razlage.