У зависности од тога где се налазите у свом образовању о животним наукама, можда већ знате да су ћелије основне структурне и функционалне компоненте живота. Можда сте слично свесни да су у сложенијим организмима као што сте ви и друге животиње ћелије високо специјализоване и садрже а разноврсне физичке инклузије које извршавају одређене метаболичке и друге функције да би одржале услове у ћелији гостољубивим живот.
Одређене компоненте ћелија „напредних“ организама тзв органеле имају способност да делују као мале машине и одговорни су за извлачење енергије из хемијских веза у глукози, крајњем извору исхране у свим живим ћелијама. Да ли сте се икада запитали који органели помажу ћелијама да дају енергију, или који је органел најдиректније укључен у енергетске трансформације унутар ћелија? Ако јесте, упознајте митохондрије и хлоропласт, главна еволуциона достигнућа еукариотских организама.
Ћелије: Прокариоти наспрам еукариота
Организми у домену Прокариота, који укључује бактерије и Арцхаеа (раније назване „архебактерије“), готово су у потпуности једноћелијске и, са малим изузецима, сву енергију морају добијати из
гликолиза, процес који се јавља у ћелијској цитоплазми. Многи вишећелијски организми у Еукариота домена, међутим, имају ћелије са инклузијама званим органеле које извршавају бројне наменске метаболичке и друге свакодневне функције.Све ћелије имају ДНК (генетски материјал), а ћелијске мембране, цитоплазме („гоо“ који чини већину ћелијске супстанце) и рибозоми, који стварају протеине. Прокариоти обично имају мало више од тога, док су еукариотске ћелије (планови, животиње и гљиве) оне које се могу похвалити органелама. Међу њима су хлоропласти и митохондрији који су укључени у задовољавање енергетских потреба својих матичних ћелија.
Органеле за прераду енергије: митохондрији и хлоропласти
Ако ишта знате о микробиологији и добијете фотомикрограф биљне ћелије или животиње ћелији, није стварно тешко образовано погодити које су органеле укључене у енергију конверзија. И хлоропласти и митохондрији су структуре заузетог изгледа, са пуно укупне површине мембране као резултат пажљивог пресавијања и свеукупног изгледа "заузетости". Другим речима, очигледно је да ови органели раде много више од пуког складиштења сирових ћелијских материјала.
Верује се да обе ове органеле деле исту фасцинантну еволуциону историју, о чему сведочи чињеница да имају свој ДНК, одвојено од оног у ћелијском језгру. Верује се да су митохондрије и хлоропласти првобитно биле самостојеће бактерије пре него што су их већи прокариоти прогутали, али нису уништили ( теорија ендосимбионта). Када се испоставило да ове „поједене“ бактерије служе виталним метаболичким функцијама за веће организме и обрнуто, читав домен организама, Еукариота, је рођен.
Структура и функција хлоропласта
Сви еукариоти учествују у ћелијском дисању, што укључује гликолизу и три основна корака аеробно дисање: мостна реакција, Кребсов циклус и реакције транспорта електрона ланац. Биљке, међутим, не могу директно да добију глукозу из околине да би се прехраниле гликолизом, јер не могу да „једу“; уместо тога, они праве глукозу, шећер од шест угљеника, од гаса угљен-диоксида, једињења од два угљеника, у органелама званим хлоропласти.
Хлоропласти су тамо где се чува пигмент хлорофил (који биљкама даје зелени изглед), у сићушним врећицама тзв. тилакоиди. У процесу од два корака фотосинтеза, биљке користе светлосну енергију да генеришу АТП и НАДПХ, који су молекули који преносе енергију, а затим ту енергију користе за изградњу глукозе, која је тада доступна остатку ћелије, као и складишти у облику супстанци које животиње евентуално могу јести.
Структура и функција митохондрија
Прерада енергије у биљкама на крају је у основи иста као код животиња и код већине гљивица: Крајњи „циљ“ је разградња глукозе на мање молекуле и екстракција АТП у процесу. Митохондрије то раде тако што служе као „електране“ ћелија, јер су места аеробног дисања.
У дугуљастим митохондријима „фудбалског облика“ пируват, главни производ гликолизе, трансформише се у ацетил ЦоА, премешта се у унутрашњост органеле за Кребсов циклус, а затим се преселио у митохондријску мембрану за транспорт електрона ланац. Све у свему, ове реакције додају 34 до 36 АТП двама АТП генерисаним из једног молекула глукозе само у гликолизи.