Mitohondriju un kodolu līdzības

Šūnas ir visu dzīvo būtņu pamatvienības. Katrai no šīm mikroskopiskajām struktūrām piemīt visas īpašības, kas saistītas ar dzīvību zinātniskā nozīmē, un patiesībā daudzi organismi sastāv tikai no vienas šūnas. Gandrīz visi šie vienšūnas organismi pieder pie plašas organismu klases, kas pazīstama kā prokariotes - radības taksonomijas jomās Bacteria un Archaea.

Turpretī Eukariotā, domēnā, kurā ietilpst dzīvnieki, augi un sēnes, ir daudz sarežģītākas šūnas, kurās ir daudz organellas, kas ir ar membrānu saistītas iekšējas struktūras, kas parāda specializētas funkcijas. The kodols varbūt ir visspilgtākā eikariotu šūnu iezīme, pateicoties tās lielumam un vairāk vai mazāk centrālajai atrašanās vietai šūnā; šūnas mitohondrijos, no otras puses, abiem ir unikāls izskats un tie ir kā evolucionārs un vielmaiņas brīnums.

Visām šūnām ir kopīgi vairāki komponenti. Tie ietver a šūnu membrānu, kas darbojas kā selektīvi caurlaidīga barjera molekulām, kas nonāk šūnā vai iziet no tās; citoplazma

Eikarioti parasti ir daudz lielāki un sarežģītāki nekā prokarioti; attiecīgi to šūnas ir sarežģītākas un satur dažādus organoīdus. Tie ir specializēti ieslēgumi, kas ļauj šūnai augt un attīstīties no brīža, kad tā ir izveidota, līdz laikam, kad tā sadalās (kas var būt viena diena vai mazāk). Galvenie no tiem, vizuāli uz šūnas mikroskopa attēla, ir kodols, kas ir šūnas "smadzenes", kas satur DNS hromosomu forma un mitohondriji, kas nepieciešami glikozes pilnīgai sadalīšanai, izmantojot skābekli (t.i., aerobos elpošana).

Citi kritiski organelli ietver endoplazmas retikulumu, sava veida membrānisku "ceļu sistēmu", kas paketes un apstrādā olbaltumvielas, pārvietojot tās starp šūnu ārpusi, citoplazmu un kodols; Golgi aparāts, kas ir vezikulas, kas kalpo kā miniatūri taksometri šīm vielām un kas var "piestāt" ar endoplazmas retikulumu; un lizosomas, kas kalpo kā šūnas atkritumu apsaimniekošanas sistēma, izšķīdinot vecās, nolietotās molekulas.

Divas īpašības, kas padara mitohondrijus atšķirīgus no citiem organoīdiem, ir Krebsa cikls, kas tiek mitināts ar mitohondriju matricu un elektronu transporta ķēdi, kas notiek uz iekšējā mitohondrija membrāna.

Mitohondrijas ir futbola formas un drīzāk izskatās kā pašas baktērijas, kas, kā redzēsit, nav nejaušība. Tie ir sastopami augstākā blīvumā vietās, kur skābekļa nepieciešamība ir augsta, piemēram, izturības sportistu, piemēram, distanču skrējēju un velosipēdistu, kāju muskuļos. To pastāvēšanas iemesls ir fakts, ka eikariotu enerģijas prasības krietni pārsniedz prokariotu prasības, un mitohondriji ir mašīna, kas ļauj tām izpildīt šīs prasības.
Lasiet vairāk par mitohondriju struktūru un darbību.

Lielākā daļa molekulāro biologu ievēro endosimbionta teorija. Šajā kontekstā pirms vairāk nekā 2 miljardiem gadu daži agri eikarioti, kas ēda pārtiku, uzņemot ievērojamu daudzumu molekulas pāri šūnu membrānai faktiski "apēda" baktērijas, kas jau bija attīstījušās aerobikas veikšanai vielmaiņa. (Prokarioti, kas to spēj, ir salīdzinoši reti, bet pastāv arī šodien.)

Laika gaitā uzņemtā dzīvības forma, kas vairojās pati, sāka paļauties tikai uz tās intracelulāro vide, kas vienmēr piedāvāja glikozes piegādi un aizsargāja "šūnu" no ārējās draudiem. Savukārt apņemtā dzīvības forma ļāva viņu saimniekorganismiem augt un uzplaukt paaudzēs, pārsniedzot visu, kas tajā brīdī redzams zooloģijas vēsturē uz Zemes.

"Simbionti" ir organismi, kuriem ir kopīga vide abpusēji izdevīgā veidā. Citreiz šāda dalīšanās kārtība ir saistīta ar parazītismu, kad vienam organismam tiek nodarīts kaitējums, lai otrs varētu uzplaukt.

Jebkurā stāstījumā par eikariotu šūnu galvenā loma ir kodolam. Kodolu ieskauj kodola membrāna, saukta arī par kodola apvalku. Šūnas cikla lielākajā daļā DNS ir izkliedēti izkliedēts visā kodolā. Tikai mitozes sākumā hromosomas kondensējas formās, kuras lielākā daļa studentu asociējas ar šīm struktūrām: tās mazās mazās "X" formas.

Kad hromosomas, kas šūnu cikla laikā tika kopētas starpfāzēs, M fāzes laikā atdalījās, visa šūna ir gatava dalīties (citokinēze). Tikmēr mitohondriju skaits ir palielinājies, daloties uz pusēm agri starpfāzēs, kā arī šūnas citoplazmas saturu (t.i., jebko citu, kas atrodas ārpus kodola).
Lasiet vairāk par kodola struktūru un funkciju.

Kodols nonāk mitozē ar divām identiskām katras hromosomas kopijām, kas savienotas kopā struktūrā, ko sauc par centriole. Cilvēkam ir 46 hromosomas, tāpēc mitozes sākumā katram kodolam ir 92 atsevišķas DNS molekulas, kas sakārtotas identiskās dvīņu kopās. Katru dvīni komplektā sauc par a māsas hromatīds.

Kad kodols sadalās, katra pāra hromatīdi tiek izvilkti uz šūnas pretējām pusēm. Tas rada identiskus meitas kodolus. Ir svarīgi atzīmēt, ka katras šūnas kodols satur visu DNS, kas nepieciešama organisma atražošanai kopumā.

Mitohondrijās notiek Krebsa cikls, kurā acetil CoA apvieno ar oksaloacetāts radīt citrāts, sešu oglekļa molekula, kas virknē darbību tiek reducēta par oksaloacetātu, kas uz vienu glikozes molekulu rada divus ATP, barojot procesu augštecē kopā ar virkni molekulu, kas elektronus pārnes uz elektronu ķēdes transportu reakcijas.

Elektronu ķēdes transporta sistēma notiek arī mitohondrijos. Šī kaskādes reakciju sērija izmanto enerģiju no elektroniem, kas atdalīti no vielām NADH un FADH₂ vadīt daudz ATP sintēzi (32 līdz 34 molekulas uz glikozi augšpus straumes).

Līdzīgi kodolam hloroplasti un mitohondriji ir saistīti ar membrānu un ir aprīkoti ar stratēģisko enzīmu kopumu. Tomēr neiekļūstiet kopīgā slazdā, domājot, ka hloroplasti ir "augu mitohondriji". Augiem ir hloroplastus, jo tie nevar uzņemt glikozi, un tie ir jāgatavo no oglekļa dioksīda gāzes, kas ievesta augā tās lapas.

Gan augu, gan dzīvnieku šūnās ir mitohondriji, jo abi piedalās aerobā elpošanā. Lielu daļu glikozes, ko ražo augs, apēd dzīvnieki vidē vai galu galā vienkārši sapūst, bet lielākajai daļai augu izdodas smagi iegremdēties arī savā atlicinātājā.

Galvenā atšķirība starp kodola DNS un mitohondriju DNS ir vienkārši tās daudzums un konkrētie saražotie produkti. Arī struktūrām ir ļoti atšķirīgs darbs. Abas šīs entītijas vairojas, sadaloties uz pusēm, un vada savu dalījumu.

Šūnas, par kurām mēs domājam, apsverot eikariotu šūnas, nevarētu izdzīvot bez mitohondrijām. Lai vienkāršotu ievērojami, kodols ir šūnu darbības smadzenes, savukārt mitohondriji ir muskuļi.

Tagad, kad esat eikariotu organellu eksperts, kura no šīm pazīmēm ir atšķirība starp kodolu un mitohondriju?

1. Tikai kodols satur DNS.
2. Tikai kodolu ieskauj dubultā plazmas membrāna.
3. Šūnu ciklā tikai kodols dalās divās daļās.
4. Tikai kodolā notiek ķīmiskas reakcijas, kas nenotiek citur šūnā.

Patiesībā neviens no šiem apgalvojumiem nav patiess. Mitohondrijām, kā jūs redzējāt, ir sava DNS, turklāt šī DNS satur gēnus, kuru kodola (parastā) DNS nav. Mitohondrijiem un kodoliem, kā arī organoīdiem, piemēram, endoplazmas retikulumam, ir sava membrāna. Kā atzīmēts, katra iestāde organizē un veic savu dalīšanās procesu, un katra struktūra uzņem reakcijas, kas to nedara notiek jebkur citur šūnā (piemēram, RNS transkripcija kodolā, elektronu transporta ķēdes reakcijas mitohondrijos).