Overeenkomsten van de mitochondriën en kern

Cellen zijn de basiseenheden van alle levende wezens. Elk van deze microscopische structuren vertoont alle eigenschappen die in wetenschappelijke zin geassocieerd zijn met leven, en in feite bestaan ​​veel organismen uit slechts een enkele cel. Bijna al deze eencellige organismen behoren tot een brede klasse van organismen die bekend staat als: prokaryoten – wezens in de taxonomische domeinen Bacteria en Archaea.

Daarentegen heeft Eukaryota, het domein dat dieren, planten en schimmels omvat, cellen die veel complexer zijn en talrijke organellen, dit zijn interne membraangebonden structuren die gespecialiseerde functies vertonen. De kern is misschien wel het meest opvallende kenmerk van eukaryote cellen, vanwege de grootte en min of meer centrale locatie in de cel; de cel mitochondriën, aan de andere kant, hebben beide een uniek uiterlijk en staan ​​​​ze als een evolutionair en metabool wonder.

Alle cellen hebben een aantal componenten gemeen. Deze omvatten een celmembraan

Eukaryoten zijn over het algemeen veel groter en complexer dan prokaryoten; dienovereenkomstig zijn hun cellen gecompliceerder en bevatten ze een verscheidenheid aan organellen. Dit zijn gespecialiseerde insluitsels waarmee de cel kan groeien en bloeien vanaf het moment dat het is gemaakt tot het moment dat het zich deelt (wat een dag of minder kan zijn). De belangrijkste hiervan zijn visueel op een microscoopopname van een cel de kern, het "brein" van de cel dat het DNA in de cel vasthoudt. vorm van chromosomen en de mitochondriën, die nodig zijn voor de volledige afbraak van glucose met behulp van zuurstof (d.w.z. aerobe ademhaling).

Andere kritische organellen zijn het endoplasmatisch reticulum, een soort vliezig "wegensysteem" dat verpakt en verwerkt eiwitten terwijl ze tussen de buitenkant van de cel, het cytoplasma en de kern; het Golgi-apparaat, dit zijn blaasjes die dienen als miniatuurtaxi's voor deze stoffen en die kunnen "aanmeren" met het endoplasmatisch reticulum; en lysosomen, die dienen als het afvalbeheersysteem van de cel door oude, versleten moleculen op te lossen.

Twee kenmerken die mitochondriën anders maken dan andere organellen, zijn de Krebs-cyclus, die wordt gehost door de mitochondriale matrix en de elektronentransportketen, die plaatsvindt op de binnenste mitochondriale membraan.

Mitochondriën hebben de vorm van een voetbal en zien er zelf nogal uit als bacteriën, wat, zoals je zult zien, geen toeval is. Ze worden in hogere dichtheid aangetroffen op plaatsen waar de zuurstofbehoefte hoog is, zoals in de beenspieren van duursporters zoals afstandslopers en wielrenners. De hele reden dat ze bestaan, is het feit dat eukaryoten veel meer energie nodig hebben dan prokaryoten, en mitochondriën zijn de machines waarmee ze aan die eisen kunnen voldoen.
Lees meer over de structuur en functie van de mitochondriën.

De meeste moleculair biologen houden zich aan de endosymbiont theorie. In dit kader hebben meer dan 2 miljard jaar geleden bepaalde vroege eukaryoten, die voedsel tot zich namen door aanzienlijke hoeveelheden moleculen over het celmembraan, in feite "at" een bacterie die al was geëvolueerd om aërobe uit te voeren metabolisme. (Prokaryoten die hiertoe in staat zijn, zijn relatief zeldzaam, maar blijven vandaag bestaan.)

Na verloop van tijd ging de ingenomen levensvorm, die zichzelf voortplantte, uitsluitend vertrouwen op zijn intracellulaire omgeving, die te allen tijde een gemakkelijke toevoer van glucose bood en de "cel" beschermde tegen externe gevaren. In ruil daarvoor liet de overspoelde levensvorm hun gastheerorganismen toe om generaties lang te groeien en te gedijen, verder dan alles wat op dat moment in de zoölogische geschiedenis op aarde werd gezien.

"Symbionten" zijn organismen die een omgeving delen op een voor beide partijen voordelige manier. Op andere momenten is er bij dergelijke regelingen sprake van parasitisme, waarbij het ene organisme wordt geschaad om het andere te laten gedijen.

In elk verhaal over een eukaryote cel staat de kern centraal. De kern is omgeven door een kernmembraan, ook wel de nucleaire envelop genoemd. Tijdens het grootste deel van de celcyclus wordt het DNA diffuus door de kern verspreid. Pas aan het begin van de mitose condenseren de chromosomen tot de vormen die de meeste studenten associëren met deze structuren: die kleine "X"-vormen.

Zodra de chromosomen, die tijdens de celcyclus in interfase werden gekopieerd, zich tijdens de M-fase scheiden, is de hele cel klaar om te delen (cytokinese). De mitochondriën zijn ondertussen in aantal toegenomen door zich vroeg in de interfase in tweeën te delen, samen met de andere cytoplasmatische inhoud van de cel (d.w.z. alles buiten de kern).
Lees meer over de structuur en functie van de kern.

De kern gaat in mitose met twee identieke kopieën van elk chromosoom, aan elkaar gekoppeld in een structuur die de wordt genoemd centriool. Mensen hebben 46 chromosomen, dus aan het begin van de mitose heeft elke kern 92 individuele DNA-moleculen, gerangschikt in identieke tweelingsets. Elke tweeling in een set heet a zuster chromatide.

Wanneer de kern zich deelt, worden de chromatiden in elk paar naar tegenovergestelde zijden van de cel getrokken. Hierdoor ontstaan ​​identieke dochterkernen. Het is belangrijk op te merken dat de kern van elke cel al het DNA bevat dat nodig is om het organisme als geheel te reproduceren.

Mitochondriën hosten de Krebs-cyclus, waarin: acetyl COA combineert met oxaalacetaat maken citraat, een zes-koolstofmolecuul dat wordt gereduceerd tot oxaalacetaat in een reeks stappen die twee ATP per glucosemolecuul genereren, het proces stroomopwaarts voeden samen met een groot aantal moleculen die elektronen naar het elektronenketentransport transporteren reacties.

Het elektronenketentransportsysteem komt ook voor in mitochondriën. Deze reeks trapsgewijze reacties gebruikt energie van elektronen die zijn ontdaan van de stoffen NADH en FADH₂ om de synthese van veel ATP (32 tot 34 moleculen per glucose stroomopwaarts) aan te sturen.

Net als de kern, zijn chloroplasten en mitochondriën membraangebonden en gevuld met een strategische set enzymen. Trap echter niet in de gebruikelijke valkuil door te denken dat chloroplasten 'de mitochondriën van planten' zijn. Planten hebben chloroplasten omdat ze geen glucose kunnen opnemen en het in plaats daarvan moeten maken uit kooldioxidegas dat via de plant in de plant wordt gebracht zijn bladeren.

Zowel plantaardige als dierlijke cellen hebben mitochondriën omdat beide deelnemen aan aerobe ademhaling. Veel van de glucose die een plant maakt, wordt opgegeten door dieren in de omgeving of rot uiteindelijk gewoon weg, maar de meeste planten slagen er ook in om zwaar in hun eigen voorraad te duiken.

Het belangrijkste verschil tussen nucleair DNA en mitochondriaal DNA is simpelweg de hoeveelheid ervan en de specifieke geproduceerde producten. Ook hebben de structuren heel verschillende taken. Beide entiteiten reproduceren zich echter door in tweeën te splitsen en sturen hun eigen divisie.

De cellen waar we aan denken bij het overwegen van eukaryote cellen zouden niet kunnen overleven zonder mitochondriën. Om sterk te vereenvoudigen, de kern is de hersenen van de celwerking, terwijl mitochondriën de spier zijn.

Nu u een expert bent op het gebied van eukaryote organellen, welke van de volgende is een verschil tussen de kern en een mitochondrion?

1. Alleen de kern bevat DNA.
2. Alleen de kern is omgeven door een dubbel plasmamembraan.
3. Alleen de kern deelt zich tijdens de celcyclus in tweeën.
4. Alleen de kern herbergt chemische reacties die elders in de cel niet plaatsvinden.

In feite is geen van deze uitspraken waar. Mitochondriën hebben, zoals je hebt gezien, hun eigen DNA, en bovendien bevat dit DNA genen die nucleair (regulier) DNA niet heeft. Mitochondriën en kernen, samen met organellen zoals het endoplasmatisch reticulum, hebben hun eigen membraan. Zoals opgemerkt, organiseert en voert elk lichaam zijn eigen proces van verdeling uit, en elke structuur herbergt reacties die dat niet doen ergens anders in de cel voorkomen (bijv. RNA-transcriptie in de kern, de elektronentransportkettingreacties in mitochondriën).