Mitokondrioiden ja ytimen yhtäläisyydet

Solut ovat kaiken elävän perusyksiköitä. Jokaisella näistä mikroskooppisista rakenteista on kaikki tieteellisessä mielessä eloon liittyvät ominaisuudet, ja itse asiassa monet organismit koostuvat vain yhdestä solusta. Lähes kaikki nämä yksisoluiset organismit kuuluvat laajaan eliöryhmään, joka tunnetaan nimellä prokaryootit - olennot taksonomisilla aloilla Bacteria ja Archaea.

Sitä vastoin Eukaryotalla, alueella, joka sisältää eläimiä, kasveja ja sieniä, on soluja, jotka ovat paljon monimutkaisempia ja joissa on lukuisia organellit, jotka ovat sisäisiä kalvoon sitoutuneita rakenteita, joilla on erikoistuneita toimintoja. ydin on ehkä eukaryoottisolujen silmiinpistävin piirre sen koon ja enemmän tai vähemmän keskeisen sijainnin vuoksi solun sisällä; solun mitokondrioitatoisaalta molemmilla on ainutlaatuinen ulkonäkö ja ne ovat evoluution ja aineenvaihdunnan ihme.

Kaikilla soluilla on useita yhteisiä komponentteja. Näihin kuuluvat a solukalvo, joka toimii selektiivisesti läpäisevänä estona solulle tuleville tai sieltä lähteville molekyyleille;

Eukaryootit ovat yleensä paljon suurempia ja monimutkaisempia kuin prokaryootit; vastaavasti niiden solut ovat monimutkaisempia ja sisältävät erilaisia ​​organelleja. Nämä ovat erikoistuneita sulkeumia, joiden avulla solu voi kasvaa ja menestyä syntymishetkestä aina jakautumiseen (mikä voi olla päivä tai vähemmän). Tärkeimmät näistä visuaalisesti solun mikroskooppikuvassa ovat ydin, joka on solun "aivot", joka pitää DNA: ta solussa. kromosomien muodossa ja mitokondrioissa, joita tarvitaan glukoosin täydelliseen hajoamiseen happea (eli aerobista hengitys).

Muita kriittisiä organelleja ovat endoplasminen verkkokalvo, eräänlainen kalvomainen "tiejärjestelmä", joka pakkaa ja prosessoi proteiineja siirtäen niitä solun ulkopinnan, sytoplasman ja ydin; Golgi-laite, joka on vesikkeleitä, jotka toimivat näiden aineiden miniatyyritaksina ja jotka voivat "telakoitua" endoplasman verkkokalvon kanssa; ja lysosomit, jotka toimivat solun jätehuoltojärjestelmänä liuottamalla vanhat, kuluneet molekyylit.

Kaksi ominaisuutta, jotka tekevät mitokondrioista erilaiset kuin muut organellit, ovat Krebs-sykli, joka isännöi mitokondrioiden matriisin ja elektronin siirtoketjun kautta, joka tapahtuu sisäisellä mitokondriolla kalvo.

Mitokondriot ovat jalkapallomaisia ​​ja näyttävät pikemminkin itse bakteereilta, mikä kuten näette, ei ole sattumaa. Niitä esiintyy suuremmissa tiheyksissä paikoissa, joissa hapentarve on korkea, kuten kestävyysurheilijoiden, kuten juoksijoiden ja pyöräilijöiden, jalkojen lihaksissa. Koko syy niiden olemassaoloon on se, että eukaryoottien energiantarve ylittää huomattavasti prokaryoottien energiantarpeen, ja mitokondriot ovat koneita, joiden avulla ne voivat täyttää nuo vaatimukset.
Lue lisää mitokondrioiden rakenteesta ja toiminnasta.

Useimmat molekyylibiologit noudattavat endosymbiont-teoria. Tässä yhteydessä yli 2 miljardia vuotta sitten tietyt varhaiset eukaryootit, jotka nauttivat ruokaa ottamalla runsaasti solumembraanin poikki, "itse asiassa" söivät bakteerin, joka oli jo kehittynyt suorittamaan aerobista toimintaa aineenvaihdunta. (Tähän kykenevät prokaryootit ovat suhteellisen harvinaisia, mutta niitä on edelleen olemassa.)

Ajan myötä nautittu elämänmuoto, joka lisääntyi itsestään, luotti yksinomaan sen solunsisäiseen ympäristö, joka tarjosi jatkuvasti glukoosin saannin ja suojasi "solua" ulkoiselta uhkia. Vastineeksi imeytynyt elämänmuoto antoi isäntäorganismiensa kasvaa ja menestyä sukupolvien ajan pidemmälle kuin mitä maapallon eläintieteellisen historian tuolloin nähtiin.

"Symbiontit" ovat organismeja, joilla on yhteinen ympäristö molempia osapuolia hyödyttävällä tavalla. Muina aikoina tällaisiin jakamisjärjestelyihin liittyy loisuutta, jossa yksi organismi vahingoittuu, jotta toinen voi menestyä.

Kaikissa eukaryoottisolua koskevissa kertomuksissa ydin on keskipisteessä. Ydintä ympäröi ydinkalvo, jota kutsutaan myös ydinkuoreksi. Suurimman osan solusyklistä DNA leviää hajautetusti koko ytimeen. Vasta mitoosin alussa kromosomit tiivistyvät muotoihin, joita useimmat opiskelijat yhdistävät näihin rakenteisiin: nuo pienet pienet "X" -muodot.

Kun kromosomit, jotka kopioitiin interfaasissa solusyklin aikana, ovat erillään M-vaiheen aikana, koko solu on valmis jakamaan (sytokineesi). Samaan aikaan mitokondrioiden lukumäärä on lisääntynyt jakamalla puoliksi varhaisessa vaiheessa vaiheita yhdessä solun muun sytoplasman sisällön kanssa (ts. Mikä tahansa ytimen ulkopuolella).
Lue lisää ytimen rakenteesta ja toiminnasta.

Ydin menee mitoosiin kahdella identtisellä kopiolla kustakin kromosomista, jotka on liitetty toisiinsa rakenteessa, jota kutsutaan sentrioli. Ihmisillä on 46 kromosomia, joten mitoosin alkaessa jokaisessa ytimessä on 92 erillistä DNA-molekyyliä, jotka on järjestetty identtisiksi kaksosiksi. Jokaista sarjassa olevaa kaksosetta kutsutaan a siskokromatidi.

Kun ydin jakautuu, jokaisen parin kromatidit vedetään solun vastakkaisille puolille. Tämä luo identtiset tytärytimet. On tärkeää huomata, että jokaisen solun ydin sisältää kaiken DNA: n, joka tarvitaan koko organismin lisääntymiseen.

Mitokondrioissa järjestetään Krebs-sykli, jossa asetyyli CoA yhdistyy oksaloasetaatti luoda sitraatti, kuuden hiilen molekyyli, joka pelkistetään oksaloasetaatiksi sarjassa vaiheita, jotka tuottavat kaksi ATP: tä glukoosimolekyyliä kohti, prosessin syöttäminen ylävirtaan yhdessä joukon molekyylien kanssa, jotka kuljettavat elektroneja elektroniketjun kuljetukseen reaktioita.

Elektroniketjun kuljetusjärjestelmää esiintyy myös mitokondrioissa. Tämä sarja kaskadireaktioita käyttää NADH- ja FADH-aineista poistettujen elektronien energiaa₂ synnyttämään paljon ATP: tä (32-34 molekyyliä glukoosia kohti ylävirtaa).

Samoin kuin ydin, kloroplastit ja mitokondriot ovat sitoutuneet membraaniin ja niissä on strateginen joukko entsyymejä. Älä kuitenkaan kuulu yleiseen ansaan ajattelemalla, että kloroplastit ovat "kasvien mitokondrioita". Kasveilla on kloroplastit, koska ne eivät voi imeä glukoosia ja niiden on sen sijaan tehtävä hiilidioksidikaasusta, joka tuotiin laitokseen sen lehdet.

Sekä kasvi- että eläinsoluissa on mitokondrioita, koska molemmat osallistuvat aerobiseen hengitykseen. Eläimet syövät suuren osan kasvin tuottamasta glukoosista ympäristössä tai yksinkertaisesti mädäntyvät lopulta, mutta useimmat kasvit onnistuvat myös kastumaan voimakkaasti omaan varastoonsa.

Tärkein ero ydin-DNA: n ja mitokondrioiden DNA: n välillä on yksinkertaisesti sen määrä ja tuotetut erityiset tuotteet. Rakenteilla on myös hyvin erilaisia ​​työpaikkoja. Molemmat nämä entiteetit lisääntyvät kuitenkin jakamalla puoliksi ja ohjaavat omaa jakautumistaan.

Solut, jotka ajattelemme harkittaessa eukaryoottisoluja, eivät pystyisi selviytymään ilman mitokondrioita. Suureksi yksinkertaistamiseksi ydin on solun toiminnan aivot, kun taas mitokondriot ovat lihas.

Nyt kun olet eukaryoottisten organellien asiantuntija, mikä seuraavista on ero ytimen ja mitokondrioiden välillä?

1. Vain ydin sisältää DNA: ta.
2. Vain ydintä ympäröi kaksinkertainen plasmakalvo.
3. Vain ydin jakautuu kahtia solusyklin aikana.
4. Vain ydin isännöi kemiallisia reaktioita, joita ei tapahdu muualla solussa.

Itse asiassa mikään näistä väitteistä ei ole totta. Mitokondrioilla, kuten olet nähnyt, on oma DNA: nsa, ja lisäksi tämä DNA sisältää geenejä, joita ydin (säännöllinen) DNA ei. Mitokondrioilla ja ytimillä sekä organelleilla, kuten endoplasmisella verkkokerroksella, on oma kalvo. Kuten todettiin, kukin elin organisoi ja suorittaa oman jakoprosessinsa, ja jokainen rakenne isännöi reaktioita, jotka eivät esiintyy missä tahansa muualla solussa (esim. RNA-transkriptio ytimessä, elektronin siirtoketjureaktiot mitokondriot).