自分のライフサイエンス教育のどこにいるかによっては、細胞が生命の基本的な構造的および機能的要素であることをすでに知っているかもしれません。 あなた自身や他の動物のようなより複雑な生物では、細胞は高度に特殊化されており、 細胞内の状態を維持するために特定の代謝および他の機能を実行するさまざまな物理的封入体 生活。
と呼ばれる「高度な」生物の細胞の特定のコンポーネント オルガネラ 小さな機械として機能する能力があり、すべての生細胞の究極の栄養源であるブドウ糖の化学結合からエネルギーを抽出する責任があります。 どのオルガネラが細胞にエネルギーを供給するのを助けるのか、またはどのオルガネラが細胞内のエネルギー変換に最も直接関与しているのか疑問に思ったことはありますか？ もしそうなら、会う ミトコンドリア そしてその 葉緑体、真核生物の主な進化の成果。
細胞：原核生物と真核生物
ドメイン内の生物 原核生物、バクテリアと 古細菌 （以前は「古細菌」と呼ばれていました）は、ほぼ完全に単細胞であり、いくつかの例外を除いて、すべてのエネルギーを 解糖、細胞質で発生するプロセス。 の多くの多細胞生物 真核生物 しかし、ドメインにはオルガネラと呼ばれる封入体を持つ細胞があり、これらは多くの専用の代謝機能やその他の日常的な機能を実行します。
すべてのセルが持っています DNA （遺伝物質）、 細胞膜, 細胞質 （細胞の物質の大部分を構成する「グー」）と リボソーム、 たんぱく質を作ります。 原核生物は通常、これ以上のものはほとんどありませんが、真核細胞（計画、動物、真菌）は細胞小器官を誇っています。 これらの中には、親細胞のエネルギー需要を満たすことに関与している葉緑体とミトコンドリアがあります。
エネルギー処理オルガネラ：ミトコンドリアと葉緑体
微生物学について何か知っていて、植物細胞または動物の顕微鏡写真が与えられた場合 細胞小器官がエネルギーに関与していることを知識に基づいて推測することはそれほど難しいことではありません 変換。 葉緑体とミトコンドリアはどちらも忙しそうな構造であり、細心の注意を払った折り畳みの結果として膜の総表面積が大きく、全体的に「忙しい」外観になっています。 言い換えれば、これらの細胞小器官は単に生の細胞小器官を保存する以上のことをしていることが一目でわかります。
これらのオルガネラは両方とも、同じ魅力的な進化の歴史を共有していると信じられています。
彼らは彼ら自身のDNAを持っています、細胞核のそれとは別に。 ミトコンドリアと葉緑体は、元々、より大きな原核生物（ シンビオジェネシス理論). これらの「食べられた」バクテリアがより大きな有機体、そして逆に、有機体のドメイン全体に重要な代謝機能を提供することが判明したとき、 真核生物、 うまれました。葉緑体の構造と機能
真核生物はすべて、解糖と3つの基本的なステップを含む細胞呼吸に参加しています。 好気性呼吸：ブリッジ反応、クレブス回路および電子伝達の反応 鎖。 しかし、植物は「食べる」ことができないため、環境から直接グルコースを取得して解糖系に供給することはできません。 代わりに、葉緑体と呼ばれる細胞小器官で、2炭素化合物である二酸化炭素ガスから6炭素糖であるブドウ糖を作ります。
葉緑体は、色素クロロフィル（植物に緑色の外観を与える）が保存されている場所であり、 チラコイド. の2段階のプロセスで 光合成、植物は光エネルギーを利用してエネルギーを運ぶ分子であるATPとNADPHを生成し、このエネルギーを利用して構築します ブドウ糖は、細胞の残りの部分で利用できるだけでなく、動物が最終的には物質の形で保存されます 食べる。
ミトコンドリアの構造と機能
植物のエネルギー処理は、基本的に動物やほとんどの菌類と同じです。究極の「目標」は、ブドウ糖をより小さな分子に分解し、その過程でATPを抽出することです。 ミトコンドリアは、好気性呼吸の部位であるため、細胞の「発電所」として機能することによってこれを行います。
長方形の「サッカーの形をした」ミトコンドリアでは、解糖の主な生成物であるピルビン酸がアセチルCoAに変換され、シャトルされます。 クレブス回路のために細胞小器官の内部に移動し、次に電子伝達のためにミトコンドリア膜に移動しました 鎖。 全体として、これらの反応は、解糖のみで単一分子のグルコースから生成された2つのATPに34〜36のATPを追加します。