Attól függően, hogy hol tart a saját élettudományi oktatásában, már tudhatja, hogy a sejtek az élet alapvető strukturális és funkcionális elemei. Hasonlóképpen tudatában lehet annak, hogy olyan bonyolultabb organizmusokban, mint Ön és más állatok, a sejtek nagymértékben specializálódtak, és tartalmaznak a különféle fizikai zárványok, amelyek specifikus anyagcsere- és egyéb funkciókat látnak el, hogy fenntartsák a sejtek körülményeit élet.
Az úgynevezett "fejlett" organizmusok sejtjeinek egyes komponensei sejtszervecskék képesek apró gépként viselkedni, és felelősek azért, hogy az energiát kinyerjék a glükóz kémiai kötéseiből, amely az összes élő sejt végső táplálékforrása. Gondolkodott már azon, hogy mely organellák segítenek a sejtek energiájának biztosításában, vagy melyik organella vesz részt közvetlenül a sejteken belüli energiaátalakításokban? Ha igen, akkor találkozzon a mitokondrium és a kloroplaszt, az eukarióta szervezetek legfőbb evolúciós eredményei.
Sejtek: Prokarióták és Eukarióták
Szervezetek a tartományban Prokaryota, amely magában foglalja a baktériumokat és a Archaea (korábbi nevén "archaebacteria"), szinte teljes egészében egysejtűek, és kevés kivételtől eltekintve minden energiájukat glikolízis, a sejt citoplazmájában bekövetkező folyamat. A sok soksejtű szervezet a Eukaryota A doménnek azonban vannak olyan sejtjei, amelyeknek zárványai vannak, úgynevezett organellák, amelyek számos dedikált metabolikus és egyéb mindennapi funkciót látnak el.
Minden sejt rendelkezik DNS (genetikai anyag), a sejt membrán, citoplazma (a sejt anyagának legnagyobb részét képező "goo") és riboszómák, amelyek fehérjéket állítanak elő. A prokarióták általában ennél kevesebben rendelkeznek, míg az eukarióta sejtek (tervek, állatok és gombák) azok, amelyek organellákkal büszkélkedhetnek. Ezek között vannak kloroplasztok és mitokondriumok, amelyek részt vesznek szülősejtjeik energiaigényének kielégítésében.
Energia-feldolgozó organellák: mitokondriumok és kloroplasztok
Ha tudsz valamit a mikrobiológiáról, és kapsz egy növényi sejt vagy állat fotomikrográfiáját sejt, nem igazán nehéz művelt találgatást kitalálni arról, hogy mely szervek vesznek részt az energiában átalakítás. Mind a kloroplasztok, mind a mitokondriumok forgalmas kinézetű struktúrák, a teljes membránfelület nagy része az aprólékos hajtogatás eredményeként és összességében "elfoglalt" megjelenéssel rendelkezik. Röviden, más szóval nyilvánvaló, hogy ezek az organellák sokkal többet tesznek, mint csak nyers sejtanyagokat tárolnak.
Úgy gondolják, hogy mindkét organellának ugyanaz a lenyűgöző evolúciótörténete van, amit az a tény is bizonyít saját DNS-sel rendelkeznek, külön a sejtmagban levőtől. Úgy gondolják, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztikák eredetileg önállóan álló baktériumok voltak, mielőtt nagyobb prokarióták elnyelték volna, de nem pusztították el őket. endosymbiont elmélet). Amikor kiderült, hogy ezek az "elfogyasztott" baktériumok létfontosságú anyagcserefunkciókat szolgálnak a nagyobb szervezetek számára, és fordítva, egy egész organizmus tartomány, Eukaryota, született.
A kloroplasztok szerkezete és működése
Az eukarióták mind részt vesznek a sejtlégzésben, amely magában foglalja a glikolízist és a három alapvető lépést aerob légzés: a hídreakció, a Krebs-ciklus és az elektrontranszport reakciói lánc. A növények azonban nem juthatnak glükózhoz közvetlenül a környezetből, hogy glikolízisbe táplálkozzanak, mivel nem tudnak "enni"; ehelyett a szén-dioxid-gázból, egy két szénatomot tartalmazó vegyületből glükózt, hat szén-dioxid-tartalmú cukrot állítanak elő, a kloroplasztikának nevezett organellákban.
A kloroplasztok a klorofill pigment (amely a növényeknek zöld megjelenést kölcsönöz) tárolódik, apró tasakokban, ún tilakoidok. A kétlépcsős folyamatban fotoszintézis, a növények fényenergiát használnak az ATP és a NADPH előállításához, amelyek energiát hordozó molekulák, majd ezt az energiát felhasználva építenek glükóz, amely ezután a sejt többi része számára elérhető, valamint olyan anyagok formájában tárolódik, amelyeket az állatok végül felhasználhatnak eszik.
A mitokondrium szerkezete és működése
Az energiafeldolgozás a növényekben végül alapvetően megegyezik az állatokkal és a legtöbb gombával: A végső "cél" a glükóz kisebb molekulákra bontása és az ATP kivonása a folyamat során. A mitokondriumok ezt úgy teszik meg, hogy a sejtek "erőműveiként" szolgálnak, mivel ezek az aerob légzés helyei.
A hosszúkás, "futball alakú" mitokondriumokban a glikolízis fő termékét képező piruvát átalakul acetil CoA-val, transzfer az organelle belsejébe a Krebs-ciklus számára, majd az elektrontranszporthoz a mitokondriális membránhoz költözött lánc. Ezek a reakciók összességében 34-36 ATP-t adnak a két ATP-hez, amelyek csak a glikolízis során egyetlen glükózmolekulából származnak.