Persamaan Mitokondria & Nukleus

Sel adalah unit dasar dari semua makhluk hidup. Masing-masing dari struktur mikroskopis ini menunjukkan semua sifat yang terkait dengan kehidupan dalam pengertian ilmiah, dan pada kenyataannya, banyak organisme hanya terdiri dari satu sel. Hampir semua organisme bersel tunggal ini termasuk dalam kelas organisme yang luas yang dikenal sebagai: prokariota – makhluk dalam domain taksonomi Bakteri dan Archaea.

Sebaliknya, Eukariota, domain yang mencakup hewan, tumbuhan, dan jamur, memiliki sel yang jauh lebih kompleks dan memiliki banyak sel. organel, yang merupakan struktur terikat membran internal yang menampilkan fungsi khusus. Itu inti mungkin merupakan ciri sel eukariotik yang paling mencolok, karena ukurannya dan lokasinya yang kurang lebih sentral di dalam sel; selnya mitokondria, di sisi lain, keduanya menghadirkan penampilan yang unik dan berdiri sebagai keajaiban evolusioner dan metabolisme.

Semua sel memiliki sejumlah komponen yang sama. Ini termasuk membran sel, yang bertindak sebagai penghalang selektif permeabel untuk molekul memasuki atau meninggalkan sel;

Eukariota umumnya jauh lebih besar dan lebih kompleks daripada prokariota; karenanya, sel-sel mereka lebih rumit dan mengandung berbagai organel. Ini adalah inklusi khusus yang memungkinkan sel untuk tumbuh dan berkembang sejak ia dibuat hingga saat ia membelah (yang mungkin sehari atau kurang). Yang paling menonjol di antara ini secara visual pada gambar mikroskop sel adalah nukleus, yang merupakan "otak" sel yang menyimpan DNA di bentuk kromosom, dan mitokondria, yang diperlukan untuk pemecahan glukosa secara lengkap menggunakan oksigen (yaitu, aerobik). pernafasan).

Organel penting lainnya termasuk retikulum endoplasma, semacam "sistem jalan" membran yang mengemas dan memproses protein sambil memindahkannya di antara bagian luar sel, sitoplasma, dan inti; aparatus Golgi, yang merupakan vesikel yang berfungsi sebagai taksi mini untuk zat-zat ini dan yang dapat "berlabuh" dengan retikulum endoplasma; dan lisosom, yang berfungsi sebagai sistem pengelolaan limbah sel dengan melarutkan molekul tua yang sudah usang.

Dua karakteristik yang membuat mitokondria berbeda dari organel lain adalah siklus Krebs, yang diinangi oleh matriks mitokondria, dan rantai transpor elektron, yang terjadi di mitokondria bagian dalam selaput.

Mitokondria berbentuk bola dan agak terlihat seperti bakteri itu sendiri, yang seperti yang akan Anda lihat bukanlah kebetulan. Mereka ditemukan dalam kepadatan yang lebih tinggi di tempat-tempat di mana kebutuhan oksigen tinggi, seperti di otot kaki atlet ketahanan seperti pelari jarak jauh dan pengendara sepeda. Seluruh alasan mereka ada adalah fakta bahwa eukariota memiliki kebutuhan energi yang jauh melebihi kebutuhan energi prokariota, dan mitokondria adalah mesin yang memungkinkan mereka memenuhi kebutuhan tersebut.
Baca lebih lanjut tentang struktur dan fungsi mitokondria.

Kebanyakan ahli biologi molekuler mematuhi teori endosimbion. Dalam kerangka ini, lebih dari 2 miliar tahun yang lalu, eukariota awal tertentu, yang menelan makanan dengan mengambil dalam jumlah besar molekul melintasi membran sel, pada dasarnya "memakan" bakteri yang telah berevolusi untuk melakukan aerobik metabolisme. (Prokariota yang mampu melakukan ini relatif jarang tetapi terus ada sampai sekarang.)

Seiring waktu, bentuk kehidupan yang tertelan, yang direproduksi dengan sendirinya, menjadi bergantung secara eksklusif pada intraselulernya lingkungan, yang menawarkan pasokan glukosa siap setiap saat dan melindungi "sel" dari eksternal ancaman. Sebagai imbalannya, bentuk kehidupan yang ditelan memungkinkan organisme inang mereka tumbuh dan berkembang selama beberapa generasi melampaui apa pun yang terlihat pada saat itu dalam sejarah zoologi di Bumi.

"Simbion" adalah organisme yang berbagi lingkungan dengan cara yang saling menguntungkan. Di lain waktu, pengaturan berbagi seperti itu melibatkan parasitisme, di mana satu organisme dirugikan untuk memungkinkan yang lain berkembang.

Dalam setiap narasi tentang sel eukariotik, nukleus menjadi pusat perhatian. Nukleus dikelilingi oleh membran nukleus, juga disebut selubung nukleus. Selama sebagian besar siklus sel, DNA tersebar di seluruh nukleus. Hanya pada awal mitosis kromosom memadat menjadi bentuk yang sebagian besar siswa kaitkan dengan struktur ini: bentuk "X" kecil itu.

Setelah kromosom, yang disalin dalam interfase selama siklus sel, terpisah selama fase M, seluruh sel siap untuk membelah (sitokinesis). Mitokondria, sementara itu, telah meningkat jumlahnya melalui pembelahan setengah di awal interfase, bersama dengan isi sitoplasma sel lainnya (yaitu, apa pun di luar nukleus).
Baca lebih lanjut tentang struktur dan fungsi nukleus.

Nukleus mengalami mitosis dengan dua salinan identik dari setiap kromosom, dihubungkan bersama pada struktur yang disebut sentriol. Manusia memiliki 46 kromosom, jadi pada awal mitosis, setiap nukleus memiliki 92 molekul DNA individu, yang tersusun dalam set kembar identik. Setiap kembar dalam satu set disebut saudara perempuan kromatid.

Ketika nukleus membelah, kromatid pada setiap pasangan ditarik ke sisi yang berlawanan dari sel. Ini menciptakan inti anak yang identik. Penting untuk dicatat bahwa inti setiap sel mengandung semua DNA yang diperlukan untuk mereproduksi organisme secara keseluruhan.

Mitokondria menjadi tuan rumah siklus Krebs, di mana asetil KoA menggabungkan dengan oksaloasetat untuk membuat garam sitrat, molekul enam karbon yang direduksi menjadi oksaloasetat dalam serangkaian langkah yang menghasilkan dua ATP per molekul glukosa, memberi makan proses hulu bersama dengan sejumlah molekul yang membawa elektron ke transpor rantai elektron reaksi.

Sistem transpor rantai elektron juga terjadi di mitokondria. Rangkaian reaksi kaskade ini menggunakan energi dari elektron yang dilepaskan dari zat NADH dan FADH₂ untuk mendorong sintesis banyak ATP (32 hingga 34 molekul per glukosa di hulu).

Mirip dengan nukleus, kloroplas dan mitokondria terikat membran dan diisi dengan serangkaian enzim strategis. Namun, jangan jatuh ke dalam perangkap umum dengan berpikir bahwa kloroplas adalah "mitokondria tanaman". Tumbuhan memiliki kloroplas karena mereka tidak dapat mencerna glukosa dan harus membuatnya sebagai pengganti dari gas karbon dioksida yang dibawa ke dalam tanaman melalui daunnya.

Baik sel tumbuhan dan hewan memiliki mitokondria karena keduanya berpartisipasi dalam respirasi aerobik. Sebagian besar glukosa yang dibuat tanaman dimakan oleh hewan di lingkungan atau akhirnya membusuk, tetapi sebagian besar tanaman juga berhasil mencelupkan ke dalam simpanan mereka sendiri.

Perbedaan utama antara DNA nuklir dan DNA mitokondria hanyalah jumlah dan produk spesifik yang dihasilkan. Juga, struktur memiliki pekerjaan yang sangat berbeda. Kedua entitas ini, bagaimanapun, berkembang biak dengan membelah menjadi dua dan mengarahkan divisi mereka sendiri.

Sel-sel yang kita pikirkan ketika mempertimbangkan sel eukariotik tidak dapat bertahan hidup tanpa mitokondria. Untuk menyederhanakan, nukleus adalah otak dari operasi sel, sedangkan mitokondria adalah otot.

Sekarang setelah Anda menjadi pakar organel eukariotik, manakah dari berikut ini yang merupakan perbedaan antara nukleus dan mitokondria?

1. Hanya nukleus yang mengandung DNA.
2. Hanya nukleus yang dikelilingi oleh membran plasma ganda.
3. Hanya nukleus yang membelah menjadi dua selama siklus sel.
4. Hanya nukleus yang menampung reaksi kimia yang tidak terjadi di tempat lain di dalam sel.

Faktanya, tidak satu pun dari pernyataan ini benar. Mitokondria, seperti yang telah Anda lihat, memiliki DNA sendiri, dan lebih jauh lagi, DNA ini mengandung gen yang tidak dimiliki DNA inti (biasa). Mitokondria dan inti, bersama dengan organel seperti retikulum endoplasma, memiliki membran sendiri. Sebagaimana dicatat, setiap tubuh mengatur dan melakukan proses pembagiannya sendiri, dan setiap struktur menampung reaksi yang tidak terjadi di tempat lain di dalam sel (misalnya, transkripsi RNA dalam nukleus, reaksi berantai transpor elektron di mitokondria).