Hloroplasts un mitohondriji: kādas ir līdzības un atšķirības?

Gan hloroplasts, gan mitohondrijs ir augu šūnās sastopamie organelli, bet dzīvnieku šūnās ir tikai mitohondriji. Hloroplastu un mitohondriju funkcija ir radīt enerģiju šūnām, kurās tie dzīvo. Abu organellu tipu struktūra ietver iekšējo un ārējo membrānu. Šo organoīdu struktūras atšķirības ir atrodamas to enerģijas pārveidošanas mehānismos.

Hloroplasti ir fotosintēze fotoautotrofos organismos, piemēram, augos. Hloroplastā atrodas hlorofils, kas uztver saules gaismu. Pēc tam gaismas enerģija tiek izmantota ūdens un oglekļa dioksīda apvienošanai, gaismas enerģiju pārvēršot glikozē, ko mitohondriji izmanto ATP molekulu veidošanai. Hloroplastā esošais hlorofils ir tas, kas augiem piešķir zaļo krāsu.

Galvenais mērķis: mitohondrija (daudzskaitlī: mitohondriji) eikariotu organismā ir piegādāt enerģiju pārējai šūnai. Mitohondrijos tiek ražota lielākā daļa šūnas adenozīna trifosfāta (ATP) molekulu, izmantojot procesu, ko sauc šūnu elpošana. ATP ražošana Šim procesam nepieciešams pārtikas avots (vai nu iegūts fotosintēzes ceļā fotoautotrofos organismos, vai norīts ārpusē heterotrofos). Šūnas atšķiras ar mitohondriju daudzumu, kāds tām ir; vidējā dzīvnieku šūnā to ir vairāk nekā 1000.

• Hloroplasti ir elipsoidāla forma, kas ir simetriska trīs asīs.
• Mitohondrija parasti ir iegarenas, bet laika gaitā mēdz ātri mainīt formu.

Mitohondrija: Mitohondrijas iekšējā membrāna ir sarežģīta salīdzinājumā ar hloroplastu. Tas ir pārklāts ar cristae, ko veido vairākas membrānas krokas, lai maksimāli palielinātu virsmas laukumu.

Mitohondrijs izmanto milzīgo iekšējās membrānas virsmu, lai veiktu daudzas ķīmiskas reakcijas. Ķīmiskās reakcijas ietver noteiktu molekulu filtrēšanu un citu molekulu pievienošanu olbaltumvielu transportēšanai. Transporta olbaltumvielas izvēlētos molekulu veidus ieved matricā, kur skābeklis apvienojas ar pārtikas molekulām, lai radītu enerģiju.

Hloroplasti: Hloroplastu iekšējā struktūra ir sarežģītāka nekā mitohondrijās.

Iekšējā membrānā hloroplastu organelle sastāv no tilakoīdu maisu kaudzēm. Maisu kaudzes savā starpā savieno stromas lameles. Stromas lameles tur tilakoīdu kaudzes noteiktā attālumā viena no otras.

Hlorofils pārklāj katru kaudzīti. Hlorofils pārvērš saules gaismas fotonus, ūdeni un oglekļa dioksīdu cukurā un skābeklī. Šo ķīmisko procesu sauc par fotosintēzi.

Fotosintēze uzsāk adenozīna trifosfāta veidošanos hloroplasta stromā. Stroma ir daļēji šķidra viela, kas aizpilda telpu ap tilakoīdu kaudzēm un stromas plāksnēm.

Mitohondriju matricā ir elpošanas enzīmu ķēde. Šie fermenti ir raksturīgi tikai mitohondrijām. Viņi pārveido pirovīnskābi un citas mazas organiskas molekulas ATP. Mitohondriju elpošanas traucējumi var sakrist ar sirds mazspēju gados vecākiem cilvēkiem.

Gan mitohondriji, gan hloroplasti pārveido enerģiju no šūnas ārpus formas, kuru šūna var izmantot.

Vēl viena līdzība ir tā, ka gan mitohondriji, gan hloroplasti satur zināmu daudzumu DNS (kaut arī lielākā daļa DNS ir atrodama šūnas kodolā). Svarīgi ir tas, ka mitohondrijos un hloroplastos esošā DNS nav tāda pati kā DNS kodolā, un Mitohondrijos un hloroplastos esošā DNS ir apaļas formas, kas arī ir DNS forma prokariotos (vienšūnas organismi bez kodola). DNS eikariota kodolā ir satīts hromosomu formā.

Mitohondriju un hloroplastu līdzīgā DNS struktūra ir izskaidrojama ar endosimbioze, kuru sākotnēji ierosināja Lynn Margulis savā 1970. gada darbā "The Origin of Eikariotu šūnas. "

Saskaņā ar Marguļa teoriju, eikariotu šūna radusies, pievienojoties simbiotiskiem prokariotiem. Būtībā liela šūna un mazāka, specializēta šūna savienojās kopā un galu galā pārtapa vienā šūnā, ar mazākām šūnām, kas aizsargātas lielāko šūnu iekšienē, nodrošinot palielinātas enerģijas priekšrocības abiem. Šīs mazākās šūnas ir mūsdienu mitohondriji un hloroplasti.

Šī teorija izskaidro, kāpēc mitohondrijiem un hloroplastiem joprojām ir sava neatkarīga DNS: tie ir paliekas no tā, kas agrāk bija atsevišķi organismi.