Priklausomai nuo to, kur esate savo gyvosios gamtos mokslų srityje, jau galite žinoti, kad ląstelės yra pagrindiniai struktūriniai ir funkciniai gyvenimo komponentai. Jūs taip pat galite žinoti, kad sudėtingesniuose organizmuose, tokiuose kaip jūs ir kiti gyvūnai, ląstelės yra labai specializuotos, turinčios a įvairūs fiziniai inkliuzai, atliekantys specifines medžiagų apykaitos ir kitas funkcijas, kad būtų palaikomos sąlygos ląstelėje svetingos gyvenimo.
Tam tikri „pažengusių“ organizmų ląstelių komponentai vadinami organelės turi galimybę veikti kaip mažytės mašinos ir yra atsakingos už energijos išskyrimą iš gliukozės cheminių ryšių, kuris yra pagrindinis visų gyvų ląstelių mitybos šaltinis. Ar kada pagalvojote, kurie organeliai padeda aprūpinti ląsteles energija, ar kurios organelės yra tiesiogiai susijusios su energijos transformacijomis ląstelėse? Jei taip, susitikite su mitochondrijos ir chloroplastas, pagrindiniai eukariotų organizmų evoliuciniai pasiekimai.
Ląstelės: Prokariotai, palyginti su Eukariotais
Organizmai šioje srityje Prokariota, kuris apima bakterijas ir Archėja (anksčiau vadintos „archaebacteria“), yra beveik visiškai vienaląsčiai ir, išskyrus kelias išimtis, turi gauti visą energiją iš glikolizė, procesas, vykstantis ląstelės citoplazmoje. Daugybė daugialąsčių organizmų Eukariota Tačiau domenas turi ląstelių su intarpais, vadinamais organeliais, kurie atlieka daugybę medžiagų apykaitos ir kitų kasdienių funkcijų.
Visos ląstelės turi DNR (genetinė medžiaga), a ląstelės membrana, citoplazma ("goo" sudaro didžiąją dalį ląstelės medžiagos) ir ribosomos, kurie gamina baltymus. Paprastai prokariotai turi šiek tiek daugiau nei šis, o eukariotų ląstelės (planai, gyvūnai ir grybai) yra tos, kurios gali pasigirti organeliais. Tarp jų yra chloroplastai ir mitochondrijos, kurie dalyvauja tenkinant jų tėvų ląstelių energijos poreikius.
Energijos perdirbimo organelės: mitochondrijos ir chloroplastai
Jei ką nors žinote apie mikrobiologiją ir jums duodama augalų ląstelės ar gyvūno fotomikrografija ląstelę, iš tikrųjų nėra sunku išsilavinusiai atspėti, kurie organeliai dalyvauja energijoje konversija. Tiek chloroplastai, tiek mitochondrijos yra užimtos struktūros struktūros, kurių kruopštus lankstymas lemia daug bendro membranos paviršiaus ploto ir apskritai „užimtos“ išvaizdos. Iš pirmo žvilgsnio, kitaip tariant, akivaizdu, kad šie organeliai daro ne tik žaliavines ląstelines medžiagas.
Manoma, kad abi šios organelės turi tą pačią įspūdingą evoliucijos istoriją, ką įrodo faktas, kad jie turi savo DNR, atskirti nuo to ląstelės branduolyje. Manoma, kad mitochondrijos ir chloroplastai iš pradžių buvo atskirai stovinčios bakterijos, kol stambesni prokariotai jas užgriovė, bet nesunaikino. endosymbionto teorija). Kai pasirodė, kad šios „suvalgytos“ bakterijos tarnauja gyvybiškai svarbioms medžiagų apykaitos funkcijoms didesniems organizmams ir atvirkščiai - ištisai organizmų sričiai, Eukariota, gimė.
Chloroplastų sandara ir funkcija
Visi eukariotai dalyvauja ląstelių kvėpavime, kuris apima glikolizę ir tris pagrindinius žingsnius aerobinis kvėpavimas: tilto reakcija, Krebso ciklas ir elektronų pernašos reakcijos grandinė. Tačiau augalai negali tiesiogiai gauti gliukozės iš aplinkos, kad galėtų patekti į glikolizę, nes jie negali „valgyti“; vietoj to jie gamina gliukozę, šešių anglių cukrų, iš anglies dvideginio, dviejų anglies junginių, organeliuose, vadinamuose chloroplastais.
Chloroplastai yra vieta, kurioje laikomas pigmentas chlorofilas (kuris suteikia augalams žalią išvaizdą) mažuose maišeliuose, vadinamuose tilakoidai. Dviejų etapų procese fotosintezė, augalai naudoja šviesos energiją, kad generuotų ATP ir NADPH, kurios yra energiją nešančios molekulės, ir tada panaudoja šią energiją statybai gliukozės, kuri yra prieinama likusiai ląstelės daliai, taip pat kaupiama medžiagų pavidalu, kurią gyvūnai galiausiai gali įsigyti valgyti.
Mitochondrijų struktūra ir funkcija
Energijos perdirbimas augaluose iš esmės yra toks pats, kaip ir gyvūnų ir daugumos grybų: Pagrindinis „tikslas“ yra suskaidyti gliukozę į mažesnes molekules ir proceso metu išgauti ATP. Mitochondrijos tai daro naudodamos ląstelių „jėgaines“, nes jos yra aerobinio kvėpavimo vietos.
Pailgose „futbolo formos“ mitochondrijose piruvatas, pagrindinis glikolizės produktas, virsta acetil CoA į organelio vidų Krebso ciklui, o po to persikėlė į mitochondrijų membraną elektronams pernešti grandinė. Iš viso šios reakcijos prideda nuo 34 iki 36 ATP prie dviejų ATP, gautų iš vienos gliukozės molekulės vien glikolizės metu.