Sličnosti mitohondrija i jezgre

Stanice su osnovne jedinice svih živih bića. Svaka od ovih mikroskopskih struktura pokazuje sva svojstva koja su povezana sa životom u znanstvenom smislu, a zapravo se mnogi organizmi sastoje od samo jedne stanice. Gotovo svi ovi jednostanični organizmi pripadaju širokoj klasi organizama poznatih kao prokarioti - bića u taksonomskim domenama Bakterije i Arheje.

Suprotno tome, Eukaryota, domena koja uključuje životinje, biljke i gljive, ima stanice koje su daleko složenije i koje imaju brojne organele, koje su unutarnje membrane vezane strukture koje pokazuju specijalizirane funkcije. The jezgra je možda najupečatljivija značajka eukariotskih stanica zbog svoje veličine i manje-više središnjeg smještaja unutar stanice; ćelije mitohondriji, s druge strane, obje imaju jedinstveni izgled i stoje kao evolucijsko i metaboličko čudo.

Sve stanice imaju brojne zajedničke komponente. Tu spadaju a stanična membrana, koji djeluje kao selektivno propusna zapreka molekulama koje ulaze ili izlaze iz stanice;

Eukarioti su općenito daleko veći i složeniji od prokariota; sukladno tome, njihove su stanice složenije i sadrže razne organele. To su specijalizirani uključivi koji omogućuju stanici da raste i napreduje od trenutka kada je stvorena do trenutka kada se podijeli (što može biti jedan dan ili manje). Među njima vizualno na mikroskopskoj slici stanice najvažnija je jezgra, a to je "mozak" stanice koji drži DNK u oblik kromosoma i mitohondriji koji su potrebni za potpunu razgradnju glukoze pomoću kisika (tj. aerobni disanje).

Ostale kritične organele uključuju endoplazmatski retikulum, svojevrsni membranski "cestovni sustav" pakira i obrađuje proteine ​​dok ih premješta između vanjske stanice, citoplazme i jezgra; Golgijev aparat, koji su mjehurići koji služe kao minijaturni taksiji za ove tvari i koji mogu "pristati" s endoplazmatskim retikulumom; i lizosomi, koji služe kao stanični sustav upravljanja otpadom otapanjem starih, istrošenih molekula.

Dvije karakteristike koje mitohondrije čine drugačijima od ostalih organela su Krebsov ciklus, koji je domaćin mitohondrijskom matricom i lancem transporta elektrona koji se odvija na unutarnjem mitohondriju membrana.

Mitohondrije su oblika nogometa i prilično nalikuju na same bakterije, što kao što ćete vidjeti nije slučajno. Nalaze se u većoj gustoći na mjestima gdje su potrebe za kisikom velike, poput mišića nogu izdržljivih sportaša poput trkača na daljinu i biciklista. Cijeli razlog zašto postoje jest činjenica da eukarioti imaju energetske potrebe daleko veće od onih kod prokariota, a mitohondriji su mehanizam koji im omogućuje da udovolje tim zahtjevima.
Pročitajte više o građi i funkciji mitohondrija.

Većina molekularnih biologa drži se teorija endosimbionta. U tom okviru, prije više od 2 milijarde godina, neki rani eukarioti koji su unosili hranu unoseći značajne količine molekule preko stanične membrane, zapravo su "pojele" bakteriju koja je već evoluirala da provodi aerobno metabolizam. (Prokarioti sposobni za to relativno su rijetki, ali i danas postoje.)

Vremenom se progutani oblik života, koji se sam razmnožavao, oslanjao isključivo na svoj unutarstanični okoliš, koji je u svakom trenutku nudio spremnu opskrbu glukozom i štitio "stanicu" od vanjskih prijetnje. Zauzvrat, progutani oblik života omogućio je njihovim organizmima domaćinima da rastu i napreduju generacijama izvan svega što se u tom trenutku vidjelo u zoološkoj povijesti na Zemlji.

"Simbioti" su organizmi koji dijele okoliš na obostrano koristan način. U drugim slučajevima, takvi aranžmani dijeljenja uključuju parazitizam, gdje se jednom organizmu nanosi šteta da bi drugi mogao napredovati.

U bilo kojem pripovijedanju o eukariotskoj stanici, jezgra zauzima središnje mjesto. Jezgra je okružena nuklearnom membranom, koja se naziva i nuklearna ovojnica. Tijekom većeg dijela staničnog ciklusa, DNA se difuzno širi po jezgri. Tek na početku mitoze kromosomi se kondenziraju u oblike koje većina učenika povezuje s tim strukturama: one malene male "X" oblike.

Nakon što se kromosomi, koji su kopirani u interfazi tijekom staničnog ciklusa, odvoje tijekom M faze, cijela je stanica spremna za dijeljenje (citokineza). U međuvremenu su se mitohondriji povećali brojem dijeljenjem na pola rano u interfazi, zajedno s ostalim citoplazmatskim sadržajem stanice (tj. Bilo čime izvan jezgre).
Pročitajte više o građi i funkciji jezgre.

Jezgra prelazi u mitozu s dvije identične kopije svakog kromosoma, povezane zajedno u strukturi koja se naziva centriole. Ljudi imaju 46 kromosoma, pa na početku mitoze svaka jezgra ima 92 pojedinačne molekule DNA, poredane u skupove jednojajčanih blizanaca. Svaki blizanac u skupu naziva se a sestra kromatida.

Kad se jezgra podijeli, kromatide u svakom paru povuku se na suprotne strane stanice. To stvara identične kćerne jezgre. Važno je napomenuti da jezgra svake stanice sadrži svu DNK potrebnu za reprodukciju organizma u cjelini.

Mitohondrije su domaćini Krebsovog ciklusa, u kojem acetil CoA kombinira sa oksaloacetat stvoriti citrat, molekula sa šest ugljika koja se reducira u oksaloacetat u nizu koraka koji generiraju dva ATP po molekuli glukoze, hraneći proces uzvodno, zajedno s mnoštvom molekula koje prenose elektrone u transport elektronskog lanca reakcije.

Sustav prijenosa elektronskog lanca također se javlja u mitohondrijima. Ova serija kaskadnih reakcija koristi energiju elektrona oduzetih od tvari NADH i FADH₂ za poticanje sinteze velikog broja ATP-a (32 do 34 molekule po glukozi uzvodno).

Slično jezgri, kloroplasti i mitohondriji su vezani za membranu i opskrbljeni strateškim skupom enzima. Međutim, nemojte upasti u zajedničku zamku misleći da su kloroplasti "mitohondriji biljaka". Biljke imaju kloroplasti, jer ne mogu unositi glukozu, već je umjesto toga moraju stvarati iz plina ugljičnog dioksida koji se u biljku dovodi njegovo lišće.

I biljne i životinjske stanice imaju mitohondrije jer obje sudjeluju u aerobnom disanju. Veći dio glukoze koju biljka stvori pojedu životinje u okolišu ili na kraju jednostavno istrune, ali većina biljaka uspije umočiti i u vlastiti robiš.

Glavna razlika između nuklearne DNA i mitohondrijske DNA je jednostavno u količini te specifičnim proizvedenim proizvodima. Također, strukture imaju vrlo različite poslove. Oba se ova entiteta reproduciraju dijeljenjem na pola i usmjeravanjem vlastite podjele.

Stanice na koje mislimo kada razmatramo eukariotske stanice ne bi mogle preživjeti bez mitohondrija. Da bismo znatno pojednostavili, jezgra je mozak stanice, dok su mitohondriji mišići.

Sad kad ste stručnjak za eukariotske organele, koja je od sljedećih razlika između jezgre i mitohondriona?

1. DNK sadrži samo jezgra.
2. Samo je jezgra okružena dvostrukom plazma membranom.
3. Samo se jezgra dijeli na dva dijela tijekom staničnog ciklusa.
4. Samo je jezgra domaćin kemijskih reakcija koje se ne događaju drugdje u stanici.

Zapravo, niti jedna od ovih izjava nije istinita. Mitohondriji, kao što ste vidjeli, posjeduju vlastitu DNK, a osim toga, ova DNK sadrži gene koje nuklearna (pravilna) DNK nema. Mitohondriji i jezgre, zajedno s organelama poput endoplazmatskog retikuluma, imaju vlastitu membranu. Kao što je napomenuto, svako tijelo organizira i provodi vlastiti proces podjele, a svaka struktura ugošćuje reakcije koje nisu javljaju se bilo gdje drugdje u stanici (npr. transkripcija RNA u jezgri, lančane transportne reakcije elektrona u mitohondriji).