მიტოქონდრიისა და ბირთვების მსგავსება

უჯრედები ყველა ცოცხალი არსების ძირითადი ერთეულია. თითოეული ამ მიკროსკოპული სტრუქტურა გამოხატავს ყველა თვისებას, რაც ასოცირდება ცოცხალობასთან სამეცნიერო გაგებით, და სინამდვილეში, ბევრი ორგანიზმი მხოლოდ ერთი უჯრედისგან შედგება. თითქმის ყველა ეს ერთუჯრედიანი ორგანიზმი ეკუთვნის ორგანიზმების ფართო კლასს, რომელსაც ეწოდება პროკარიოტები - არსებები ტაქსონომიურ დომენებში ბაქტერიები და არქეები.

ამის საპირისპიროდ, ეუკარიოტას, დომენს, რომელიც მოიცავს ცხოველებს, მცენარეებსა და სოკოებს, აქვს უჯრედები, რომლებიც გაცილებით რთულია და მრავალი ორგანელები, რომლებიც მემბრანის შეკრული სტრუქტურებია, რომლებიც სპეციალიზირებულ ფუნქციებს აჩვენებს. ბირთვი ეს არის ეუკარიოტული უჯრედების ყველაზე თვალსაჩინო თვისება, მისი ზომისა და უჯრედის შიგნით მეტ-ნაკლებად ცენტრალური მდებარეობის გამო; საკანში მიტოქონდრიამეორეს მხრივ, ორივე წარმოადგენს უნიკალურ გარეგნობას და დგას როგორც ევოლუციური და მეტაბოლური საოცრება.

ყველა უჯრედს აქვს მრავალი საერთო კომპონენტი. ეს მოიცავს ა უჯრედის მემბრანა, რომელიც მოქმედებს, როგორც შერჩევით გამტარი ბარიერი უჯრედში შესვლის ან გამოსვლის მოლეკულების მიმართ;

ეუკარიოტები ზოგადად გაცილებით უფრო დიდი და რთულია, ვიდრე პროკარიოტები; შესაბამისად, მათი უჯრედები უფრო რთულია და შეიცავს სხვადასხვა ორგანელებს. ეს არის სპეციალიზებული ჩანართები, რომლებიც საშუალებას აძლევს უჯრედს, გაიზარდოს და გაიზარდოს მისი შექმნის დროიდან დაყოფის დრომდე (რაც შეიძლება იყოს ერთი დღე ან ნაკლები). უჯრედის მიკროსკოპის სურათზე ვიზუალურად მათ შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია ბირთვი, რომელიც არის უჯრედის "ტვინი", რომელიც დნმ-ს ინახავს ქრომოსომების ფორმა და მიტოქონდრიები, რომლებიც საჭიროა გლუკოზის სრული დაშლისთვის ჟანგბადის გამოყენებით (ანუ აერობული სუნთქვა).

სხვა კრიტიკულ ორგანელებში შედის ენდოპლაზმური ბადე, ერთგვარი მემბრანული „საგზაო სისტემა“, რომელიც შეფუთავს და ამუშავებს ცილებს უჯრედის ექსტერიერს, ციტოპლაზასა და უჯრედებს შორის გადაადგილებისას ბირთვი; გოლჯის აპარატს, რომელიც წარმოადგენს ვეზიკულებს, რომლებიც ამ ნივთიერებების მინიატურულ ტაქსებად მსახურობენ და რომლებსაც შეუძლიათ "დააწვეთონ" ენდოპლაზმური ბადეებით; და ლიზოსომები, რომლებიც ემსახურებიან უჯრედის ნარჩენების მართვის სისტემას ძველი, ნახმარი მოლეკულების დაშლით.

ორი მახასიათებელი, რაც მიტოქონდრიას განსხვავდება სხვა ორგანელებისგან, არის კრების ციკლი, რომელსაც მასპინძლობს მიტოქონდრიული მატრიქსით და ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვით, რომელიც ხდება შიდა მიტოქონდრიულზე გარსი

მიტოქონდრია ფეხბურთის ფორმისაა და უფრო ბაქტერიებს ჰგავს, რაც, როგორც ნახავთ, შემთხვევითი არ არის. ისინი უფრო მაღალი სიმკვრივით გვხვდება იმ ადგილებში, სადაც ჟანგბადის მოთხოვნილებები მაღალია, მაგალითად, მოთმინების სპორტსმენების ფეხის კუნთებში, როგორიცაა დისტანციური მორბენალი და ველოსიპედისტები. მათი არსებობის მთელი მიზეზი არის ის ფაქტი, რომ ეუკარიოტებს აქვთ ენერგიის მოთხოვნები, რაც პროკარიოტებზე ბევრად მეტია, ხოლო მიტოქონდრიები არის მანქანა, რომელიც მათ საშუალებას აძლევს დააკმაყოფილონ ეს მოთხოვნები.
წაიკითხეთ მეტი მიტოქონდრიების სტრუქტურისა და ფუნქციონირების შესახებ.

მოლეკულური ბიოლოგების უმეტესობა იცავს ენდოსიმბიონტის თეორია. ამ ჩარჩოებში, დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ, გარკვეული ადრეული ეუკარიოტები, რომლებიც საკვებს იღებდნენ დიდი რაოდენობით მიღებით უჯრედის მემბრანის მოლეკულებმა, ფაქტობრივად, "შეჭამეს" ბაქტერიები, რომლებიც უკვე განვითარდა აერობული პროცესის მისაღებად მეტაბოლიზმი. (ამის უნარიანი პროკარიოტები შედარებით იშვიათია, მაგრამ დღესაც არსებობენ.)

დროთა განმავლობაში, გადაყლაპული ცხოვრების ფორმა, რომელიც თავისთავად მრავლდებოდა, დაეყრდნო მხოლოდ მის უჯრედშიდა გარემო, რომელიც გლუკოზას მარაგს ყოველთვის გვთავაზობდა და "უჯრედს" იცავდა გარედან მუქარა. სანაცვლოდ, სიცოცხლის შთანთქმულმა ფორმამ მისცა მასპინძელი ორგანიზმების ზრდა და აყვავება დედამიწაზე ზოოლოგიის ისტორიის იმ მომენტში, ვიდრე არაფერი ჩანს.

"სიმბიონტები" არიან ორგანიზმები, რომლებიც იზიარებენ გარემოს ურთიერთსასარგებლო გზით. სხვა დროს, ამგვარი გაზიარების ღონისძიებები მოიცავს პარაზიტიზმს, როდესაც ერთი ორგანიზმი ზიანს აყენებს, რომ მეორე განვითარდეს.

ეუკარიოტული უჯრედის შესახებ ნებისმიერი მონათხრობით, ბირთვი ცენტრალურ ეტაპზე დგება. ბირთვი გარშემორტყმულია ბირთვული გარსით, რომელსაც ბირთვულ კონვერტსაც უწოდებენ. უჯრედის ციკლის უმეტესი პერიოდის განმავლობაში, დნმ დიფუზიურად ვრცელდება მთელ ბირთვში. მხოლოდ მიტოზის დასაწყისში ქრომოსომები იკუმშება იმ ფორმებში, რომლებიც სტუდენტების უმეტესობას უკავშირდება ამ სტრუქტურებთან: ეს პატარა პატარა "X" ფორმები.

მას შემდეგ რაც ქრომოსომები, რომლებიც უჯრედული ციკლის განმავლობაში ინტერფაზაში გადაიწერა, გამოყოფა M ფაზის განმავლობაში, მთელი უჯრედი მზადაა გაყოფისთვის (ციტოკინეზი). იმავდროულად, მიტოქონდრიები გაიზარდა რიცხვში, ინტერფაზის დასაწყისში ნახევრად გაყოფის შედეგად, უჯრედის სხვა ციტოპლაზმურ შინაარსთან ერთად (ე.ი. ყველაფერი ბირთვის გარეთ).
წაიკითხეთ მეტი ბირთვის სტრუქტურისა და ფუნქციონირების შესახებ.

ბირთვი მიტოზში გადადის თითოეული ქრომოსომის ორი იდენტური ასლით, რომლებიც დაკავშირებულია სტრუქტურაში, რომელსაც ეწოდება ცენტრიოლი. ადამიანს აქვს 46 ქრომოსომა, ამიტომ მიტოზის დასაწყისში თითოეულ ბირთვს აქვს 92 ინდივიდუალური დნმ-ის მოლეკულა, განლაგებული იდენტურ-ტყუპების ნაკრებში. ნაკრების თითოეულ ტყუპს ეწოდება a დის ქრომატიდი.

როდესაც ბირთვი იყოფა, ყველა წყვილის ქრომატიდები უჯრედის საპირისპირო მხარეებისკენ იწევს. ეს ქმნის იდენტურ ქალიშვილ ბირთვებს. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ყველა უჯრედის ბირთვი შეიცავს ყველა დნმ-ს, რომელიც საჭიროა ორგანიზმის მთლიანობაში გასამრავლებლად.

მიტოქონდრია მასპინძლობს კრებსის ციკლს, რომელშიც აცეტილ CoA აერთიანებს ოქსალოაცეტატი შექმნა ციტრატიექვსი ნახშირბადის მოლეკულა, რომელიც მცირდება ოქსალოაცეტატად, რიგი ნაბიჯებით წარმოქმნის ორ ATP გლუკოზის მოლეკულას, პროცესის კვება დინების მიმართულებით, ისევე როგორც უამრავი მოლეკულა, რომლებიც ელექტრონებს ელექტრონული ჯაჭვის ტრანსპორტიდან ატარებენ რეაქციები

ელექტრონების ჯაჭვის ტრანსპორტირების სისტემა ასევე ხდება მიტოქონდრიებში. კასკადური რეაქციების სერია იყენებს ენერგიას NADH და FADH ნივთიერებებისაგან გატანილი ელექტრონებისგან₂ ატფ-ის დიდი ნაწილის სინთეზის ამოძრავება (32-დან 34 მოლეკულა თითო გლუკოზაზე დინების მიმართულებით).

ბირთვის მსგავსი, ქლოროპლასტები და მიტოქონდრიები მემბრანაა შეკრული და მარაგდება ფერმენტების სტრატეგიული წყობით. ნუ ჩავარდებით საერთო მახეში, რომ იფიქროთ, რომ ქლოროპლასტები "მცენარეების მიტოქონდრია". მცენარეები აქვთ ქლოროპლასტები, რადგან მათ არ შეუძლიათ გლუკოზის მიღება და უნდა მიიღონ იგი ნაცვლად ნახშირორჟანგის გაზისა, რომელიც მცენარეთა საშუალებით შემოდის მისი ფოთლები.

როგორც მცენარეულ, ასევე ცხოველურ უჯრედებს აქვთ მიტოქონდრია, რადგან ორივე მონაწილეობს აერობულ სუნთქვაში. მცენარის მიერ წარმოებული გლუკოზის დიდ ნაწილს ცხოველები ჭამენ გარემოში ან საბოლოოდ უბრალოდ ლპება, მაგრამ მცენარეთა უმრავლესობა ახერხებს ძლიერ ჩავუღრმავებას საკუთარ ფენაში.

ძირითადი განსხვავება ბირთვულ დნმ-სა და მიტოქონდრიულ დნმ-ს შორის არის უბრალოდ მისი რაოდენობა და წარმოებული სპეციფიკური პროდუქტები. ასევე, სტრუქტურებს ძალიან განსხვავებული სამუშაო აქვთ. ამასთან, ორივე ეს სუბიექტი მრავლდება შუაზე გაყოფის გზით და ხელმძღვანელობს საკუთარ დაყოფას.

უჯრედები, რომლებზეც ვფიქრობთ, როდესაც ევკარიოტული უჯრედები განიხილავენ, მიტოქონდრიების გარეშე ვერ გადარჩებიან. მნიშვნელოვნად გამარტივების მიზნით, ბირთვი არის უჯრედების მუშაობის ტვინი, ხოლო მიტოქონდრიები - კუნთი.

ახლა, როდესაც თქვენ ხართ ეუკარიოტული ორგანოს ექსპერტი, ჩამოთვლილთაგან რომელია განსხვავება ბირთვს და მიტოქონდრიონს შორის?

1. მხოლოდ ბირთვი შეიცავს დნმ-ს.
2. მხოლოდ ბირთვს აკრავს ორმაგი პლაზმური მემბრანა.
3. უჯრედის ციკლის დროს მხოლოდ ბირთვი იყოფა ორად.
4. მხოლოდ ბირთვი მასპინძლობს ქიმიურ რეაქციებს, რომლებიც უჯრედის სხვაგან არ ხდება.

სინამდვილეში, არცერთი ეს განცხადება არ არის სიმართლე. მიტოქონდრიები, როგორც უკვე ნახეთ, ფლობენ საკუთარ დნმ-ს და უფრო მეტიც, ეს დნმ შეიცავს გენებს, რომლებსაც ბირთვული (რეგულარული) დნმ არ შეიცავს. მიტოქონდრიასა და ბირთვებს, ორგანელებთან ერთად, როგორიცაა ენდოპლაზმური ბადე, აქვთ საკუთარი მემბრანა. როგორც აღინიშნა, თითოეული სხეული ორგანიზებას უწევს და ატარებს დაყოფის საკუთარ პროცესს და თითოეულ სტრუქტურაში მიმდინარეობს ისეთი რეაქციები, რომლებიც ასე არ ხდება ხდება უჯრედის სხვაგან (მაგ., ბირთვში RNA ტრანსკრიფცია, ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვური რეაქციები მიტოქონდრია).