כלורופלסט ומיטוכונדריה: מהם הדמיון והשוני?

גם הכלורופלסט והמיטוכונדריון הם אברונים הנמצאים בתאי הצמחים, אך רק המיטוכונדריה נמצאים בתאי בעלי חיים. תפקידם של כלורופלסטים ומיטוכונדריה הוא לייצר אנרגיה לתאים בהם הם חיים. המבנה של שני סוגי האברונים כולל קרום פנימי וחיצוני. ההבדלים במבנה של אברונים אלה נמצאים במכונות שלהם להמרת אנרגיה.

כלורופלסטים הם המקום בו פוטוסינתזה מתרחשת באורגניזמים פוטו אוטוטרופיים כמו צמחים. בתוך הכלורופלסט נמצא כלורופיל, הלוכד את אור השמש. לאחר מכן, אנרגיית האור משמשת לשילוב מים ופחמן דו חמצני, והופכת את אנרגיית האור לגלוקוז, המשמשת אז את המיטוכונדריה ליצירת מולקולות ATP. הכלורופיל בכלורופלסט הוא זה שמעניק לצמחים את צבעם הירוק.

המטרה העיקרית של א מיטוכונדריה (ברבים: מיטוכונדריה) באורגניזם אוקריוטי הוא לספק אנרגיה לשאר התא. המיטוכונדריה היא המקום בו מייצרים את מרבית מולקולות האדנוזין טריפוספט (ATP), בתהליך הנקרא נשימה תאית. ייצור ATP באמצעות תהליך זה נדרש מקור מזון (המיוצר באמצעות פוטוסינתזה באורגניזמים פוטו-אוטוטרופיים או נבלע בחוץ בהטרוטרופים). התאים משתנים בכמות המיטוכונדריה שיש להם; בתא החי הממוצע יש יותר מ -1,000 מהם.

• כלורופלסטים בעלי צורה אליפסואדית, שהיא סימטרית על פני שלושה צירים.
• מיטוכונדריה הם בדרך כלל מלבניים, אך נוטים לשנות צורה במהירות לאורך זמן.

מיטוכונדריה: הקרום הפנימי של המיטוכונדריון מורכב בהשוואה לכלורופלסט. הוא מכוסה בקריסטות שנוצרו על ידי קיפולי קרום מרובים כדי למקסם את שטח הפנים.

המיטוכונדריה משתמשת במשטח העצום של הקרום הפנימי לביצוע תגובות כימיות רבות. התגובות הכימיות כוללות סינון מולקולות מסוימות והצמדת מולקולות אחרות להובלת חלבונים. חלבוני התחבורה יישאו סוגי מולקולות נבחרים למטריקס, שם החמצן משתלב עם מולקולות מזון ליצירת אנרגיה.

כלורופלסטים: המבנה הפנימי של כלורופלסטים מורכב יותר מזה של המיטוכונדריה.

בתוך הקרום הפנימי, אברון הכלורופלסט מורכב מערימות של שקים תילקואידים. ערימות השקים מחוברות זו לזו באמצעות ממשיות סטרומליות. הלמלות הסטרומליות שומרות על ערימות התילקואידים במרחקים קבועים זה מזה.

כלורופיל מכסה כל ערימה. הכלורופיל ממיר אור פוטונים, מים ופחמן דו חמצני לסוכר וחמצן. תהליך כימי זה נקרא פוטוסינתזה.

פוטוסינתזה יוזם יצירת אדנוזין טריפוספט בסטרומה של הכלורופלסט. סטרומה הוא חומר חצי נוזלי הממלא את החלל סביב ערימות התילקואידים ולמלות הסטרומה.

המטריצה ​​של המיטוכונדריה מכילה שרשרת של אנזימי נשימה. אנזימים אלה ייחודיים למיטוכונדריה. הם ממירים חומצה פירובית ומולקולות אורגניות קטנות אחרות ל- ATP. נשימה מיטוכונדריאלית לקויה עלולה לחפוף לאי ספיקת לב אצל קשישים.

מיטוכונדריה וכלורופלסטים ממירים שניהם אנרגיה מחוץ לתא לצורה הניתנת לשימוש על ידי התא.

דמיון נוסף הוא שגם המיטוכונדריה וגם הכלורופלסטים מכילים כמות מסוימת של DNA (אם כי רוב ה- DNA נמצא בגרעין התא). חשוב לציין, כי ה- DNA במיטוכונדריה ובכלורופלסטים אינו זהה ל- DNA שבגרעין הה- DNA במיטוכונדריה ובכלורופלסטים הוא בצורתו עגול, שהוא גם צורת ה- DNA בפרוקריוטים (אורגניזמים חד תאיים ללא גרעין). ה- DNA בגרעין האיקריוט מפותל בצורה של כרומוזומים.

מבנה ה- DNA הדומה במיטוכונדריה ובכלורופלסטים מוסבר על ידי התיאוריה של אנדוזימביוזיס, שהוצעה במקור על ידי לין מרגוליס בעבודתה משנת 1970 "המקור של תאים איקריוטיים."

על פי התיאוריה של מרגוליס, התא האוקריוטי נבע מהצטרפות פרוקריוטים סימביוטיים. בעיקרו של דבר, תא גדול ותא קטן ומתמחה יותר התחברו יחד והתפתחו בסופו של דבר לתא אחד, עם התאים הקטנים יותר, מוגנים בתוך התאים הגדולים, ומספקים את היתרון של אנרגיה מוגברת לשניהם. התאים הקטנים יותר הם המיטוכונדריה והכלורופלסטים של ימינו.

תיאוריה זו מסבירה מדוע למיטוכונדריה ולכלורופלסטים עדיין יש DNA עצמאי משלהם: הם שרידים ממה שהיה פעם אורגניזמים בודדים.