Сличности митохондрија и језгра

Ћелије су основне јединице свих живих бића. Свака од ових микроскопских структура показује сва својства која су повезана са тим да су жива у научном смислу, а заправо се многи организми састоје од само једне ћелије. Готово сви ови једноћелијски организми припадају широкој класи организама познатих као прокариоти - бића у таксономским доменима Бактерије и Археје.

Супротно томе, Еукариота, домен који укључује животиње, биљке и гљиве, има ћелије које су далеко сложеније и које имају бројне органеле, који су унутрашње мембране везане структуре које показују специјализоване функције. Тхе језгро је можда најупечатљивија карактеристика еукариотских ћелија због своје величине и мање-више централног смештаја унутар ћелије; ћелије митохондрије, с друге стране, обе представљају јединствени изглед и представљају еволуционо и метаболичко чудо.

Све ћелије имају бројне заједничке компоненте. Ту спадају а ћелијске мембране, који делује као селективно пропусна баријера за молекуле који улазе или излазе из ћелије;

Еукариоти су генерално далеко већи и сложенији од прокариота; сходно томе, њихове ћелије су компликованије и садрже разне органеле. То су специјализована укључивања која омогућавају ћелији да расте и напредује од тренутка када је створена до тренутка када се подели (што може бити један дан или мање). Међу њима визуелно на микроскопској слици ћелије су језгро, односно мозак ћелије који држи ДНК у облик хромозома и митохондрије који су потребни за потпуно разградњу глукозе помоћу кисеоника (тј. аеробни дисање).

Остале критичне органеле укључују ендоплазматски ретикулум, својеврсни мембрански "путни систем" пакује и обрађује протеине док их премешта између спољне ћелије, цитоплазме и језгро; Голгијев апарат, који су везикули који служе као минијатурни такси за ове супстанце и који могу да „пристану“ у ендоплазматски ретикулум; и лизозоми, који служе као ћелијски систем управљања отпадом растварањем старих, истрошених молекула.

Две карактеристике које митохондрије чине другачијим од осталих органела су Кребсов циклус, који је домаћин митохондријском матрицом, и ланац транспорта електрона, који се одвија на унутрашњем митохондријуму мембрана.

Митохондрије су облика фудбала и прилично личе на саме бактерије, што као што ћете видети није случајно. Налазе се у већој густини на местима где су потребе за кисеоником велике, попут мишића ногу код издржљивих спортиста попут тркача на даљину и бициклиста. Читав разлог зашто постоје је чињеница да еукариоти имају енергетске потребе далеко веће од оних код прокариота, а митохондрији су машинерија која им омогућава да испуне те захтеве.
Прочитајте више о структури и функцији митохондрија.

Већина молекуларних биолога се придржава теорија ендосимбионта. У том оквиру, пре више од 2 милијарде година, неки рани еукариоти, који су уносили храну уносећи велике количине молекули преко ћелијске мембране, у ствари су „појели“ бактерију која је већ еволуирала да врши аеробне активности метаболизма. (Прокариоти способни за ово су релативно ретки, али настављају да постоје и данас.)

Временом се прогутани облик живота, који се сам репродуковао, ослањао искључиво на свој унутарћелијски окружење, које је у сваком тренутку нудило спремно снабдевање глукозом и штитило „ћелију“ од спољашњих претње. Заузврат, прогутани облик живота омогућио је организмима домаћинима да расту и напредују током генерација и даље од било чега што се у том тренутку видело у зоолошкој историји на Земљи.

„Симбиоти“ су организми који деле заједницу на обострано користан начин. У другим случајевима, такви аранжмани за дељење укључују паразитизам, где је једном организму оштећено да би други могао да напредује.

У било којој причи о еукариотској ћелији, језгро заузима средишње место. Језгро је окружено нуклеарном мембраном, која се назива и нуклеарна овојница. Током већег дела ћелијског циклуса, ДНК се дифузно шири кроз језгро. Тек на почетку митозе, хромозоми се кондензују у облике које већина ученика повезује са овим структурама: оне мале мале „Кс“ облике.

Једном када се хромозоми, који су копирани у интерфази током ћелијског циклуса, одвоје током М фазе, цела ћелија је спремна за дељење (цитокинеза). У међувремену, митохондрији су се повећали бројем дељења на пола у раној фази међуфазе, заједно са осталим садржајима цитоплазме у ћелији (тј. Било шта изван језгра).
Прочитајте више о структури и функцији језгра.

Језгро прелази у митозу са две идентичне копије сваког хромозома, повезане заједно у структури која се назива центриоле. Људи имају 46 хромозома, па на почетку митозе свако језгро има 92 појединачна молекула ДНК, распоређених у скупове идентичних близанаца. Сваки близанац у скупу назива се а сестра хроматида.

Када се језгро подели, хроматиде у сваком пару се повлаче на супротне стране ћелије. Ово ствара идентична кћерка језгра. Важно је напоменути да језгро сваке ћелије садржи сву ДНК потребну за репродукцију организма у целини.

Митохондрије су домаћини Кребсовог циклуса, у којем ацетил ЦоА комбинује са оксалоацетат створити цитрат, молекул са шест угљеника који се редукује у оксалоацетат у низу корака који генеришу два АТП по молекулу глукозе, напајајући процес узводно заједно са мноштвом молекула који преносе електроне у транспорт електронског ланца реакције.

Систем транспорта ланца електрона се такође јавља у митохондријима. Ова серија каскадних реакција користи енергију електрона одузетих од супстанци НАДХ и ФАДХ₂ да подстакне синтезу великог броја АТП (32 до 34 молекула по глукози узводно).

Слично језгру, хлоропласти и митохондрији су везани за мембрану и опскрбљени стратешким скупом ензима. Не упадајте у заједничку замку, мислећи да су хлоропласти „митохондрији биљака“. Биљке имају хлоропласти јер не могу да уносе глукозу и уместо тога морају да је праве из гаса угљен-диоксида који се у њу уводи кроз биљку његово лишће.

И биљне и животињске ћелије имају митохондрије јер обе учествују у аеробном дисању. Већи део глукозе коју биљка произведе поједу животиње у окружењу или на крају једноставно иструне, али већина биљака успе и да се урони у властити робиш.

Главна разлика између нуклеарне ДНК и митохондријске ДНК је једноставно количина и специфични производи. Такође, структуре имају веома различите послове. Оба ова ентитета, међутим, репродукују се поделом на пола и усмеравају сопствену поделу.

Ћелије на које мислимо када разматрамо еукариотске ћелије не би могле да преживе без митохондрија. Да бисмо у великој мери поједноставили, језгро су мозгови ћелијске операције, док су митохондрији мишићи.

Сад кад сте стручњак за еукариотске органеле, шта је од наведеног разлика између језгра и митохондриона?

1. Само језгро садржи ДНК.
2. Само језгро је окружено двоструком плазма мембраном.
3. Само се језгро дели на два дела током ћелијског циклуса.
4. Само језгро је домаћин хемијских реакција које се не дешавају другде у ћелији.

У ствари, ниједна од ових изјава није тачна. Митохондрије, као што сте видели, поседују сопствену ДНК, а поред тога, ова ДНК садржи гене које нуклеарна (регуларна) ДНК нема. Митохондрији и језгра, заједно са органелама као што је ендоплазматски ретикулум, имају своју мембрану. Као што је напоменуто, свако тело организује и спроводи свој процес поделе, а свака структура је домаћин реакцијама које то нису се јављају било где другде у ћелији (нпр. транскрипција РНК у језгру, ланчане реакције транспорта електрона у митохондрије).