რა არის ენერგიასთან დაკავშირებული ორანელები?

იმისდა მიხედვით, თუ სად სწავლობთ თქვენს სიცოცხლის შემსწავლელ მეცნიერებაში, შეიძლება უკვე იცოდეთ, რომ უჯრედები ცხოვრების ძირითადი სტრუქტურული და ფუნქციური კომპონენტებია. ანალოგიურად შეიძლება იცოდეთ, რომ უფრო რთულ ორგანიზმებში, როგორებიცაა საკუთარი თავი და სხვა ცხოველები, უჯრედები ძალზე სპეციალიზირებულია, შეიცავს ა მრავალფეროვანი ფიზიკური ჩანართები, რომლებიც ახორციელებენ სპეციფიკურ მეტაბოლურ და სხვა ფუნქციებს უჯრედის პირობებში სტუმართმოყვარეობის შენარჩუნების მიზნით სიცოცხლე

"მოწინავე" ორგანიზმების უჯრედების გარკვეულ კომპონენტებს ე.წ. ორგანელები აქვთ უნარი იმოქმედონ როგორც პატარა აპარატები და პასუხისმგებელნი არიან ენერგიის მოპოვებაზე გლუკოზას ქიმიური ბმებიდან, რომელიც წარმოადგენს ყველა ცოცხალ უჯრედში კვების საბოლოო წყაროს. გიფიქრიათ ოდესმე, რომელი ორგანელები ეხმარება უჯრედებს ენერგიით მომარაგებაში, ან რომელი ორგანელა მონაწილეობს უშუალოდ უჯრედებში ენერგიის გარდაქმნებში? თუ ასეა, შეხვდი მიტოქონდრია და ქლოროპლასტი, ევკარიოტული ორგანიზმების მთავარი ევოლუციური მიღწევები.

ორგანიზმები დომენში პროკარიოტა, რომელშიც შედის ბაქტერიები და არქეა (ადრე უწოდებენ "არქეაბაქტერიებს"), თითქმის მთლიანად ერთუჯრედიანია და, მცირე გამონაკლისის გარდა, მთელი ენერგია უნდა მიიღონ გლიკოლიზი, პროცესი, რომელიც ხდება უჯრედის ციტოპლაზმაში. მრავალი მრავალუჯრედიანი ორგანიზმი ეუკარიოტა ამასთან, დომენს აქვს უჯრედები ჩანართებით, რომლებსაც ეწოდება ორგანელები, რომლებიც ახორციელებენ რიგ მიძღვნილ მეტაბოლურ და სხვა ყოველდღიურ ფუნქციებს.

ყველა უჯრედი აქვს დნმ (გენეტიკური მასალა), ა უჯრედის მემბრანა, ციტოპლაზმა ("გუ", რომელიც უჯრედის ნივთიერების უმეტესი ნაწილია) და რიბოსომები, რომლებიც ქმნიან ცილებს. პროკარიოტებს, როგორც წესი, ამაზე ცოტა მეტი აქვთ, ხოლო ეუკარიოტული უჯრედები (გეგმები, ცხოველები და სოკოები), რომლებიც ამაყობენ ორგანელებით. მათ შორის არის ქლოროპლასტები და მიტოქონდრია, რომლებიც მონაწილეობენ მშობელი უჯრედების ენერგიის საჭიროებების დაკმაყოფილებაში.

თუ რამე იცით მიკრობიოლოგიის შესახებ და გეძლევათ მცენარის უჯრედის ან ცხოველის ფოტომიკგრაფი უჯრედში, ნამდვილად არ არის რთული გააზრებული, თუ რომელი ორგანელი მონაწილეობს ენერგიაში მოქცევა. როგორც ქლოროპლასტები, ასევე მიტოქონდრია დატვირთული გარეგნობის სტრუქტურები აქვთ, ზედმიწევნითი გარჩევის შედეგად უამრავი გარსის მთლიანი ზედაპირია და მთლიანობაში "დაკავებული" გარეგნობაა. ერთი შეხედვით, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, აშკარაა, რომ ამ ორგანელებს ბევრად მეტი აქვთ, ვიდრე უბრალოდ ნედლეული უჯრედული მასალების შენახვა.

სავარაუდოდ, ორივე ამ ორგანელეს აქვს იგივე მომხიბლავი ევოლუციური ისტორია, რასაც მოწმობს ის ფაქტი, რომ მათ აქვთ საკუთარი დნმ, უჯრედის ბირთვში განცალკევებული. მიტოქონდრიები და ქლოროპლასტები, თავდაპირველად, დამოუკიდებლად წარმოადგენდნენ თავისუფალ ბაქტერიებს, ვიდრე ისინი უფრო დიდი პროკარიოტების მიერ (ან ენდოსიმბიონტის თეორია). როდესაც აღმოჩნდა, რომ ეს "ნაჭამი" ბაქტერიები ემსახურება უფრო დიდი ორგანიზმების სასიცოცხლო მეტაბოლურ ფუნქციებს და, პირიქით, ორგანიზმების მთელ დონეს, ეუკარიოტა, დაიბადა.

ყველა ეუკარიოტი მონაწილეობს უჯრედულ სუნთქვაში, რომელიც მოიცავს გლიკოლიზს და სამი ძირითადი საფეხურით აერობული სუნთქვა: ხიდის რეაქცია, კრების ციკლი და ელექტრონების ტრანსპორტირების რეაქციები ჯაჭვი. ამასთან, მცენარეებს არ შეუძლიათ გლუკოზის მიღება უშუალოდ გარემოდან გლიკოლიზის შესანახი, რადგან მათ არ შეუძლიათ „ჭამა“; ამის ნაცვლად, ისინი ქმნიან გლუკოზას, ექვს ნახშირბადის შაქარს, ნახშირორჟანგის გაზისგან, ორი ნახშირბადის შემადგენლობისგან, ორგანელებში, ქლოროპლასტებში.

ქლოროპლასტები არის ადგილი, სადაც ინახება პიგმენტი ქლოროფილი (რომელიც მცენარეებს აძლევს მათ მწვანე სახეს), პაკეტებში, ე.წ. თილაკოიდები. ორსაფეხურიან პროცესში ფოტოსინთეზიმცენარეები იყენებენ სინათლის ენერგიას ATP და NADPH წარმოქმნისთვის, რომლებიც ენერგიის მატარებელი მოლეკულებია და შემდეგ იყენებენ ამ ენერგიას ასაშენებლად გლუკოზა, რომელიც შემდეგ ხელმისაწვდომია დანარჩენი უჯრედისთვის, აგრეთვე ინახავს იმ ნივთიერებების სახით, რომლებიც საბოლოოდ შეიძლება ცხოველებმა ჭამა

საბოლოოდ მცენარეებში ენერგიის დამუშავება ფუნდამენტურად იგივეა, რაც ცხოველებსა და სოკოების უმეტესობაში: საბოლოო "მიზანი" არის გლუკოზის დაშლა უფრო მცირე მოლეკულად და ამ პროცესში ATP- ის გამოყოფა. მიტოქონდრია ამას აკეთებს უჯრედების "ელექტროსადგურების" ფუნქციით, რადგან ისინი აერობული სუნთქვის ადგილებია.

მოგრძო, "ფეხბურთის ფორმის" მიტოქონდრიები, პიროვატი, გლიკოლიზის მთავარი პროდუქტი, გარდაიქმნება აცეტილ CoA– ში, დახურულია კრებსის ციკლის ორგანოს ინტერიერში და შემდეგ გადავიდა მიტოქონდრიულ მემბრანაში ელექტრონების ტრანსპორტირებისთვის ჯაჭვი. მთლიანობაში, ეს რეაქციები მხოლოდ გლიკოლიზში გლუკოზის ერთი მოლეკულისგან წარმოქმნილ ორ ATP- ს 34-დან 36 ატფ-ს მატებს.