A mitokondrium és a mag hasonlóságai

A sejtek minden élőlény alapegységei. Ezen mikroszkopikus struktúrák mindegyike megmutatja az összes olyan tulajdonságot, amely a tudományos értelemben vett élethez kapcsolódik, és valójában sok organizmus csak egyetlen sejtből áll. Ezek az egysejtű szervezetek szinte mindegyike az úgynevezett organizmusok tág osztályába tartozik prokarióták - a Bacteria és Archaea taxonómiai területeken élő lények.

Ezzel szemben az állatokat, növényeket és gombákat magában foglaló Eukaryota tartományban sokkal bonyolultabb sejtek találhatók, amelyek számos sejtszervecskék, amelyek belső membránhoz kötött struktúrák, amelyek speciális funkciókat mutatnak be. A atommag az eukarióta sejtek talán legszembetűnőbb tulajdonsága méretének és többé-kevésbé központi elhelyezkedésének köszönhetően a sejtben; a cellaé mitokondriummásrészt mindkettő egyedi megjelenést mutat, és evolúciós és anyagcsere-csodaként szolgál.

Valamennyi cellának számos összetevője van. Ezek közé tartozik a sejt membrán, amely szelektíven áteresztő gátként működik a sejtekbe belépő vagy onnan kilépő molekulák előtt;

Az eukarióták általában sokkal nagyobbak és összetettebbek, mint a prokarióták; ennek megfelelően sejtjeik bonyolultabbak és különféle organellákat tartalmaznak. Ezek olyan speciális zárványok, amelyek lehetővé teszik a sejt növekedését és gyarapodását a létrehozásától az osztódásig (ami egy nap vagy kevesebb is lehet). Ezek közül a sejt mikroszkóp képén vizuálisan elsősorban a mag van, amely a sejt "agya", amely a DNS-t tartja a sejtben. a kromoszómák formája és a mitokondrium, amelyek szükségesek a glükóz oxigén (azaz aerob légzés).

További kritikus organellumok közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, egyfajta hártyás "útrendszer", amely csomagolja és dolgozza fel a fehérjéket, miközben a sejtek külső része, a citoplazma és a atommag; a Golgi-készülék, amely vezikulák miniatűr taxiként szolgálnak ezekhez az anyagokhoz, és amelyek "dokkolhatnak" az endoplazmatikus retikulummal; és lizoszómák, amelyek a sejt hulladékgazdálkodási rendszereként szolgálnak a régi, elhasználódott molekulák feloldásával.

Két jellemző, amely a mitokondriumokat különbözteti meg a többi organellától, a Krebs-ciklus, amelynek otthont ad a mitokondriális mátrix, és az elektrontranszport-lánc, amely a belső mitokondriálison zajlik membrán.

A mitokondriumok futball alakúak, és inkább maguknak hasonlítanak a baktériumokhoz, ami, mint látni fogja, nem véletlen. Nagyobb sűrűségben találhatók olyan helyeken, ahol magas az oxigénigény, például az állóképességű sportolók lábizmaiban, mint a távfutók és a kerékpárosok. A létezésük teljes oka az a tény, hogy az eukarióták energiaigénye messze meghaladja a prokariótákét, és a mitokondrium az a mechanizmus, amely lehetővé teszi számukra, hogy megfeleljenek ezeknek a követelményeknek.
További információ a mitokondriumok felépítéséről és működéséről.

A legtöbb molekuláris biológus ragaszkodik a endosymbiont elmélet. Ennek keretében több mint 2 milliárd évvel ezelőtt bizonyos korai eukarióták, amelyek jelentős mennyiségű befogadással fogyasztották el az ételt molekulák a sejtmembránon keresztül, valójában egy baktériumot "ettek" meg, amely már kifejlődött az aerob tevékenység végzéséhez anyagcsere. (Az erre képes prokarióták viszonylag ritkák, de ma is léteznek.)

Idővel a bekebelezett életforma, amely önmagában szaporodott, kizárólag az intracellulárisan támaszkodott környezet, amely mindig készen áll a glükózellátásra, és megvédi a "sejtet" a külsőtől fenyegetések. Cserébe az elnyelt életforma lehetővé tette gazdaszervezeteik számára, hogy generációkon át növekedjenek és gyarapodjanak azon túl, ami a zoológiai történelem ezen a pontján látható a Földön.

A "szimbiontok" olyan szervezetek, amelyek kölcsönösen előnyös módon osztoznak a környezetben. Máskor az ilyen megosztási megállapodások parazitizmussal járnak, ahol az egyik szervezet károsodik, hogy a másik boldoguljon.

Az eukarióta sejtekről szóló bármely elbeszélésben a mag kerül középpontba. A magot egy magmembrán veszi körül, amelyet maghéjnak is neveznek. A sejtciklus nagy részében a DNS diffúzan elterjedt az egész magban. Csak a mitózis kezdetén kondenzálódnak a kromoszómák a legtöbb hallgató által ezekhez a szerkezetekhez társított formákba: azok az apró kis "X" formák.

Amint a sejtciklus során interfázisban lemásolt kromoszómák az M fázis alatt elválnak, az egész sejt készen áll osztódásra (citokinezis). Eközben a mitokondriumok száma nőtt azáltal, hogy az interfázis korai szakaszában kettéváltak, a sejt egyéb citoplazmatikus tartalmaival együtt (vagyis a magon kívüli dolgokkal).
További információ a mag szerkezetéről és működéséről.

A sejt a kromoszómák két azonos másolatával mitózisba kerül, összekapcsolódva az úgynevezett struktúrával centriole. Az emberek 46 kromoszómával rendelkeznek, így a mitózis kezdetén minden egyes magban 92 egyedi DNS-molekula van, azonos ikerhalmazokba rendezve. A készlet minden egyes ikrét a-nak nevezzük testvér kromatid.

Amikor a sejt megoszlik, a párokban lévő kromatidák a sejt ellentétes oldalára húzódnak. Ez azonos leánymagokat hoz létre. Fontos megjegyezni, hogy minden sejt magja tartalmazza a szervezet egészének reprodukciójához szükséges összes DNS-t.

A mitokondriumok adják a Krebs-ciklust, amelyben acetil CoA kombinálódik oxalacetát készíteni citrátegy hat szénatomos molekula, amelyet oxaloacetáttá redukálnak olyan lépések sorozatában, amelyek glükózmolekulánként két ATP-t generálnak, a folyamatot felfelé tápláljuk egy sor molekulával együtt, amelyek elektronokat visznek az elektronlánc transzportjába reakciókat.

Az elektronlánc-transzport rendszer a mitokondriumokban is előfordul. Ez a lépcsőzetes reakciósor a NADH és FADH anyagokból levont elektronok energiáját használja fel₂ hogy sok ATP szintézisét elősegítse (glükózonként 32-34 molekula az áramlási irányban).

A maghoz hasonlóan a kloroplasztok és a mitokondriumok membránhoz kötöttek és stratégiai enzimkészlettel vannak ellátva. Ne essen azonban a közös csapdába, ha azt gondolja, hogy a kloroplasztikák "a növények mitokondriumai". A növényeknek van kloroplasztok, mert nem tudnak glükózt bevenni, és helyette a növénybe juttatott szén-dioxid-gázból kell előállítaniuk levelei.

A növényi és állati sejteknek egyaránt van mitokondriumuk, mert mindkettő részt vesz az aerob légzésben. A növény által előállított glükóz jelentős részét az állatok elfogyasztják a környezetben, vagy egyszerűen csak elrothadnak, de a legtöbb növénynek sikerül erősen belemerülnie a saját tárolójába is.

A fő különbség a nukleáris DNS és a mitokondriális DNS között egyszerűen annak mennyisége és az előállított specifikus termékek. Ezenkívül a struktúráknak nagyon különböző munkakörök vannak. Mindkét entitás azonban kettéválás útján szaporodik és irányítja saját megosztottságukat.

Azok a sejtek, amelyekre az eukarióta sejtek figyelembevételével gondolunk, mitokondriumok nélkül nem tudtak túlélni. A nagyszerű leegyszerűsítés érdekében a sejt a sejt működésének agya, míg a mitokondrium az izom.

Most, hogy az eukarióta organellák szakértője vagy, az alábbiak közül melyik a különbség a mag és a mitokondrium között?

1. Csak a mag tartalmaz DNS-t.
2. Csak a magot veszi körül kettős plazmamembrán.
3. Csak a mag osztódik ketté a sejtciklus alatt.
4. Csak a mag ad kémiai reakciókat, amelyek a sejt másutt nem fordulnak elő.

Valójában ezen állítások egyike sem igaz. A mitokondriumok, amint láttátok, saját DNS-sel rendelkeznek, továbbá ez a DNS olyan géneket tartalmaz, amelyek a nukleáris (szabályos) DNS-ben nem. A mitokondriumoknak és az atommagoknak, valamint az organelláknak, például az endoplazmatikus retikulumnak, saját membránja van. Mint megjegyeztük, mindegyik test megszervezi és lefolytatja saját megosztási folyamatát, és minden struktúra olyan reakciókat fogad el, amelyek nem bárhol máshol fordulnak elő a sejtben (pl. RNS transzkripció a magban, az elektron transzportlánc reakciói mitokondrium).