Vsebina
- Celice: Prokarioti proti Eukarioti
- Organele za predelavo energije: mitohondrije in kloroplasti
- Struktura in delovanje kloroplastov
- Struktura in delovanje mitohondrijev
Glede na to, kje ste v lastni življenjski znanosti, morda že veste, da so celice osnovna strukturna in funkcionalna sestavina življenja. Morda se podobno zavedate, da so v bolj zapletenih organizmih, kot ste vi in druge živali, celice visoko specializirane, ki vsebujejo različne fizične vključenosti, ki izvajajo posebne presnovne in druge funkcije, s katerimi ohranjajo pogoje v celici gostoljubni za življenje.
Določene sestavine celic "naprednih" organizmov imenujemo organele lahko delujejo kot drobni stroji in so odgovorni za črpanje energije iz kemičnih vezi v glukozi, ki je največji vir prehrane v vseh živih celicah. Ste se že kdaj vprašali, katere organele pomagajo celicam zagotoviti energijo ali katera organela najbolj neposredno sodeluje pri energetskih transformacijah znotraj celic? Če je tako, izpolnite mitohondrije in kloroplast, glavni evolucijski dosežki evkariontskih organizmov.
Celice: Prokarioti proti Eukarioti
Organizmi v domeni Prokariota, ki vključuje bakterije in Archaea (prej imenovane "arhebakterije") so skoraj v celoti enocelične in morajo, z nekaj izjemami, vso svojo energijo dobiti glikoliza, proces, ki se pojavi v citoplazmi celice. Številni večcelični organizmi v Eukariota vendar imajo celice z vključki, imenovanimi organeli, ki izvajajo številne namenske presnovne in druge vsakdanje funkcije.
Vse celice imajo DNK (genetski material), a celična membrana, citoplazma ("goo", ki sestavlja večino snovi v celicah) in ribosomi, ki tvorijo beljakovine. Prokarioti jih imajo običajno malo več kot to, medtem ko so evkariontske celice (načrti, živali in glive) tiste, ki se ponašajo z organeli. Med njimi so kloroplasti in mitohondriji, ki sodelujejo pri zadovoljevanju energijskih potreb svojih matičnih celic.
Organele za predelavo energije: mitohondrije in kloroplasti
Če veste karkoli o mikrobiologiji in vam je dano fotomikrografijo rastlinske celice ali živalske celice, ni res težko izučiti ugibati, katere organele so vključene v pretvorbo energije. Tako kloroplasti kot mitohondriji so zasedene strukture, z veliko skupne površine membrane, kot rezultat natančnega zlaganja, in "zaseden" videz na splošno. Na prvi pogled je očitno, da te organele naredijo veliko več kot le shranjevanje surovih celičnih materialov.
Menijo, da imata oba organela isto očarljivo evolucijsko zgodovino, o čemer priča dejstvo, da imajo svoj DNK, ločeno od tiste v celičnem jedru. Verjamejo, da so mitohondriji in kloroplasti prvotno bili samo stoječe bakterije, preden so jih večji prokarioti zajeli, ne pa uničili ( endosimbiontska teorija). Ko se je izkazalo, da so te "pojedle" bakterije služile vitalnim metaboličnim funkcijam za večje organizme in obratno, celo področje organizmov, Eukariota, se je rodil.
Struktura in delovanje kloroplastov
Vsi evkarioti sodelujejo pri celičnem dihanju, ki vključuje glikolizo in tri osnovne korake aerobnega dihanja: reakcija mostu, Krebsov cikel in reakcije transportne verige elektronov.Rastline pa ne morejo dobiti glukoze neposredno iz okolja, da bi se napajale z glikolizo, saj ne morejo "jesti"; namesto tega v organelih, imenovanih kloroplasti, izdelujejo glukozo, šest-ogljikov sladkor, iz ogljikovega dioksida, dvo-ogljikove spojine.
Kloroplasti so tam, kjer je shranjen pigment klorofil (ki daje rastlinam njihov zeleni videz), v drobnih vrečkah, imenovanih tilakoidi. V dvostopenjskem postopku za fotosinteza, rastline uporabljajo svetlobno energijo za ustvarjanje ATP in NADPH, ki so molekule, ki prenašajo energijo, nato pa to energijo uporabijo za izgradnjo glukoze, ki je nato na voljo ostalim celicam in shranjuje v obliki snovi, ki jih živali lahko sčasoma jedo.
Struktura in delovanje mitohondrijev
Energetska predelava v rastlinah je na koncu enaka kot pri živalih in večini gliv: Končni "cilj" je razgraditi glukozo na manjše molekule in v procesu izločiti ATP. Mitohondriji to storijo tako, da služijo kot "elektrarne" celic, saj so mesta aerobnega dihanja.
V podolgovatih, "nogometno" oblikovanih mitohondrijah se piruvat, glavni produkt glikolize, pretvori v acetil CoA, zapre v notranjost organele za Krebsov cikel in nato premakne na mitohondrijsko membrano za transportno verigo elektronov. Skupno te reakcije dodajo 34 do 36 ATP obema ATP, ustvarjenima iz ene same molekule glukoze samo pri glikolizi.