Mitochondrijų ir branduolio panašumai

Ląstelės yra pagrindiniai visų gyvų būtybių vienetai. Kiekviena iš šių mikroskopinių struktūrų pasižymi visomis savybėmis, susijusiomis su gyvybe moksline prasme, ir iš tikrųjų daugelis organizmų susideda tik iš vienos ląstelės. Beveik visi šie vienaląsčiai organizmai priklauso plačiajai organizmų klasei, žinomai kaip prokariotai - taksonomijos srities Bakterijos ir Archėjos padarai.

Priešingai, Eukariota, sritis, apimanti gyvūnus, augalus ir grybus, turi daug sudėtingesnių ląstelių, turinčių daugybę organelės, kurios yra vidinės su membrana susijusios struktūros, rodančios specializuotas funkcijas. The branduolys yra bene ryškiausias eukariotinių ląstelių bruožas dėl savo dydžio ir daugmaž centrinės vietos ląstelės viduje; kameros mitochondrijos, kita vertus, abu turi unikalią išvaizdą ir yra evoliucijos bei medžiagų apykaitos stebuklas.

Visos ląstelės turi daug bendrų komponentų. Tai apima a ląstelės membrana, kuris veikia kaip selektyviai laidus barjeras molekulėms patekti į ląstelę arba išeiti iš jos;

Eukariotai paprastai yra daug didesni ir sudėtingesni nei prokariotai; atitinkamai jų ląstelės yra sudėtingesnės ir jose yra įvairių organelių. Tai yra specializuoti inkliuzai, leidžiantys ląstelei augti ir klestėti nuo jos sukūrimo iki jos dalijimosi laiko (kuris gali būti paros ar trumpesnis). Svarbiausi iš jų, vizualiai matant ląstelės mikroskopą, yra branduolys, kuris yra ląstelės „smegenys“, laikančios DNR chromosomų forma ir mitochondrijos, reikalingos visiškam gliukozės skaidymui naudojant deguonį (t. y. aerobines kvėpavimas).

Tarp kitų kritinių organelių yra endoplazminis tinklas, tarsi membraninė „kelių sistema“ pakuoja ir apdoroja baltymus, judindama juos tarp ląstelės išorės, citoplazmos ir branduolys; „Golgi“ aparatą, kuris yra pūslelės, tarnaujančios kaip miniatiūriniai taksi šioms medžiagoms ir galinčios „prijungti“ endoplazminį tinklą; lizosomos, kurios tarnauja kaip ląstelės atliekų tvarkymo sistema, ištirpdamos senas, susidėvėjusias molekules.

Dvi savybės, dėl kurių mitochondrijos skiriasi nuo kitų organelių, yra Krebso ciklas, kuris vyksta mitochondrijų matrica ir elektronų pernašos grandinė, vykstanti vidiniame mitochondrijoje membrana.

Mitochondrijos yra futbolo formos ir labiau panašios į pačias bakterijas, o tai, kaip pamatysite, nėra atsitiktinė. Jie yra didesnio tankio tose vietose, kur reikalingas didelis deguonies kiekis, pvz., Ištvermės sportininkų, tokių kaip bėgikai ir dviratininkai, kojų raumenyse. Visa jų egzistavimo priežastis yra tai, kad eukariotų energijos poreikiai gerokai viršija prokariotų reikalavimus, o mitochondrijos yra mechanizmas, leidžiantis jiems tenkinti tuos reikalavimus.
Skaitykite daugiau apie mitochondrijų struktūrą ir funkcijas.

Dauguma molekulinių biologų laikosi endosymbionto teorija. Atsižvelgiant į tai, prieš daugiau nei 2 milijardus metų tam tikri ankstyvieji eukariotai, kurie vartojo maistą, įsisavindami nemažą kiekį molekulių per ląstelės membraną, iš tikrųjų „suvalgė“ bakterijas, kurios jau buvo išsivysčiusios atliekant aerobinę veiklą medžiagų apykaita. (Prokariotai, galintys tai padaryti, yra palyginti reti, tačiau egzistuoja ir šiandien.)

Laikui bėgant praryjama gyvybės forma, kuri atgimdavo savaime, pasikliaudavo išimtinai jos viduląstele aplinka, kuri visada pasiūlė gliukozės atsargas ir apsaugojo „ląstelę“ nuo išorės grasinimai. Savo ruožtu įsisavinta gyvybės forma leido jų šeimininkams organizmams augti ir klestėti per kelias kartas, nei viskas, kas matyta tuo zoologijos istorijos momentu Žemėje.

„Simbiontai“ yra organizmai, kurie dalijasi aplinka abipusiai naudingu būdu. Kitu metu tokia dalijimosi tvarka apima parazitizmą, kai vienam organizmui pakenkiama, kad kitas galėtų klestėti.

Bet kuriame pasakojime apie eukariotinę ląstelę branduolys užima centrinę vietą. Branduolį supa branduolio membrana, dar vadinama branduolio apvalkalu. Per didžiąją ląstelių ciklo dalį DNR yra difuziškai išplitusi visame branduolyje. Tik mitozės pradžioje chromosomos kondensuojasi į formas, kurias dauguma studentų sieja su šiomis struktūromis: tos mažytės mažos „X“ formos.

Kai chromosomos, kurios ląstelių ciklo metu buvo nukopijuotos tarpfazėse, M fazės metu atsiskyrė, visa ląstelė yra pasirengusi dalytis (citokinezė). Tuo tarpu mitochondrijų padaugėjo dalijantis pusiau ankstyvoje fazėje kartu su kitu ląstelės citoplazminiu turiniu (t. Y. Viskuo, kas nėra branduolyje).
Skaitykite daugiau apie branduolio struktūrą ir funkciją.

Branduolys patenka į mitozę su dviem identiškomis kiekvienos chromosomos kopijomis, sujungtomis struktūroje, vadinamoje centriolis. Žmonės turi 46 chromosomas, taigi mitozės pradžioje kiekviename branduolyje yra 92 atskiros DNR molekulės, išdėstytos vienodose dvynių rinkiniuose. Kiekvienas dvynis rinkinyje vadinamas a sesuo chromatidė.

Kai branduolys dalijasi, kiekvienos poros chromatidės traukiamos į priešingas ląstelės puses. Tai sukuria identiškus dukterinius branduolius. Svarbu pažymėti, kad kiekvienos ląstelės branduolyje yra visa DNR, reikalinga visam organizmui atgaminti.

Mitochondrijose vyksta Krebso ciklas, kuriame acetilo CoA derina su oksaloacetatas sukurti citratas, šešių anglių molekulė, redukuojama iki oksaloacetato atliekant kelis veiksmus, kurie kiekvienai gliukozės molekulei sukuria du ATP, paduodant procesą prieš srovę kartu su daugybe molekulių, kurios elektronus perneša į elektronų grandinės transportą reakcijos.

Elektronų grandinės transportavimo sistema taip pat vyksta mitochondrijose. Ši kaskadinių reakcijų serija naudoja energiją iš elektronų, pašalintų iš medžiagų NADH ir FADH₂ skatinti daugelio ATP sintezę (32–34 molekulės gliukozei prieš srovę).

Panašiai kaip branduolyje, chloroplastai ir mitochondrijos yra surišti su membrana ir aprūpinti strateginiu fermentų rinkiniu. Nepatenkite į bendrą spąstą, manydami, kad chloroplastai yra „augalų mitochondrijos“. Augalai turi chloroplastai, nes jie negali pasisavinti gliukozės ir turi ją gaminti iš anglies dioksido dujų, įneštų į augalą jo lapai.

Tiek augalų, tiek gyvūnų ląstelės turi mitochondrijas, nes abi dalyvauja aerobiniame kvėpavime. Didžiąją dalį augalo gaminamos gliukozės gyvūnai suvalgo aplinkoje arba paprasčiausiai pūna, tačiau dauguma augalų taip pat sugeba smarkiai panirti į savo likučius.

Pagrindinis skirtumas tarp branduolinės DNR ir mitochondrijų DNR yra tiesiog jos kiekis ir specifiniai pagaminti produktai. Be to, struktūros turi labai skirtingus darbus. Tačiau abu šie subjektai dauginasi dalydamiesi per pusę ir nukreipia savo dalijimąsi.

Ląstelės, apie kurias galvojame atsižvelgdami į eukariotų ląsteles, negalėtų išgyventi be mitochondrijų. Labai supaprastinant, branduolys yra ląstelės veikimo smegenys, o mitochondrijos yra raumuo.

Dabar, kai esate eukariotinių organelių ekspertas, kuris iš šių yra skirtumas tarp branduolio ir mitochondrijos?

1. Tik branduolyje yra DNR.
2. Dviguba plazmos membrana supa tik branduolį.
3. Ląstelių ciklo metu tik branduolys dalijasi į dvi dalis.
4. Tik branduolyje vyksta cheminės reakcijos, kurios nevyksta kitur ląstelėje.

Tiesą sakant, nė vienas iš šių teiginių nėra tiesa. Mitochondrijos, kaip matėte, turi savo DNR, be to, šioje DNR yra genų, kurių branduolinės (įprastos) DNR nėra. Mitochondrijos ir branduoliai kartu su organeliais, tokiais kaip endoplazminis tinklas, turi savo membraną. Kaip pažymėta, kiekvienas kūnas organizuoja ir vykdo savo dalijimosi procesą, o kiekviena struktūra priima reakcijas, kurios to nedaro atsiranda bet kur kitur ląstelėje (pvz., RNR transkripcija branduolyje, elektronų pernašos grandinės reakcijos mitochondrijos).