Likheter mellan Mitochondria & Nucleus

Celler är basenheterna för alla levande saker. Var och en av dessa mikroskopiska strukturer uppvisar alla egenskaper som är förknippade med att leva i vetenskaplig mening, och i själva verket består många organismer av endast en enda cell. Nästan alla dessa encelliga organismer tillhör en bred klass av organismer som kallas prokaryoter - varelser i de taxonomiska domänerna Bakterier och Archaea.

Däremot har Eukaryota, domänen som inkluderar djur, växter och svampar, celler som är mycket mer komplexa och som har många organeller, som är inre membranbundna strukturer som visar specialfunktioner. De kärna är kanske den mest slående egenskapen hos eukaryota celler, på grund av dess storlek och mer eller mindre centrala läge inuti cellen; cellen mitokondrierå andra sidan presenterar båda ett unikt utseende och står som ett evolutionärt och metaboliskt underverk.

Alla celler har ett antal komponenter gemensamt. Dessa inkluderar en cellmembranet, som fungerar som en selektivt permeabel barriär för molekyler som kommer in i eller lämnar cellen;

Eukaryoter är i allmänhet mycket större och mer komplexa än prokaryoter; följaktligen är deras celler mer komplicerade och innehåller en mängd olika organeller. Dessa är specialiserade inneslutningar som gör att cellen kan växa och blomstra från det att den skapas till dess den delas (vilket kan vara en dag eller mindre). Den främsta bland dessa visuellt på en mikroskopbild av en cell är kärnan, som är cellens "hjärna" som håller DNA i form av kromosomer och mitokondrier, som behövs för fullständig nedbrytning av glukos med användning av syre (dvs. andning).

Andra kritiska organeller inkluderar endoplasmatisk retikulum, ett slags membranöst "vägsystem" som paketerar och bearbetar proteiner medan de flyttas mellan cellens yttre, cytoplasman och kärna; Golgi-apparaten, som är blåsor som fungerar som miniatyrtaxi för dessa ämnen och som kan "docka" med det endoplasmiska nätverket; och lysosomer, som fungerar som cellens avfallshanteringssystem genom att upplösa gamla, slitna molekyler.

Två egenskaper som gör att mitokondrier skiljer sig från andra organeller är Krebs-cykeln, som är värd genom den mitokondriella matrisen och elektrontransportkedjan, som äger rum på den inre mitokondriella membran.

Mitokondrier är fotbollsformade och ser snarare ut som bakterier själva, vilket som du ser är ingen tillfällighet. De finns i högre densitet på platser där syrebehovet är högt, till exempel i benmusklerna hos uthållighetsidrottare som distanslöpare och cyklister. Hela anledningen till att de existerar är det faktum att eukaryoter har energibehov långt över prokaryoternas, och mitokondrier är maskinerna som gör att de kan uppfylla dessa krav.
Läs mer om mitokondriernas struktur och funktion.

De flesta molekylärbiologer följer endosymbiont teori. I detta ramverk, för över 2 miljarder år sedan, vissa tidiga eukaryoter, som intog mat genom att ta i stora molekyler över cellmembranet, "åt" i själva verket en bakterie som redan hade utvecklats för att utföra aerob ämnesomsättning. (Prokaryoter som är kapabla till detta är relativt sällsynta men finns kvar idag.)

Med tiden kom den intagna livsformen, som reproducerades på egen hand, uteslutande att förlita sig på dess intracellulära miljö, som alltid erbjöd en klar leverans av glukos och skyddade "cellen" från yttre hot. I gengäld tillät den uppslukade livsformen att deras värdorganismer växte och trivdes under generationer bortom allt som sågs vid den punkten i zoologisk historia på jorden.

"Symbionter" är organismer som delar en miljö på ett ömsesidigt fördelaktigt sätt. Vid andra tillfällen innefattar sådana delningsarrangemang parasitism, där en organism skadas för att låta den andra frodas.

I varje berättelse om en eukaryot cell tar kärnan centrum. Kärnan är omgiven av ett kärnmembran, även kallat kärnhölje. Under större delen av cellcykeln sprids DNA diffus i hela kärnan. Först i början av mitosen kondenseras kromosomerna till de former som de flesta studenter associerar med dessa strukturer: de små "X" -formerna.

När kromosomerna, som kopierades i interfas under cellcykeln, separerades under M-fasen, är hela cellen redo att dela sig (cytokinese). Mitokondrierna har under tiden ökat i antal genom att de delas i hälften tidigt i interfasen, tillsammans med cellens andra cytoplasmiska innehåll (dvs. allt utanför kärnan).
Läs mer om kärnans struktur och funktion.

Kärnan går in i mitos med två identiska kopior av varje kromosom, sammanlänkade i en struktur som kallas centriole. Människor har 46 kromosomer, så i början av mitos har varje kärna 92 ​​individuella DNA-molekyler, ordnade i identiska tvillinguppsättningar. Varje tvilling i en uppsättning kallas a syster kromatid.

När kärnan delar sig dras kromatiderna i varje par till motsatta sidor av cellen. Detta skapar identiska dotterkärnor. Det är viktigt att notera att kärnan i varje cell innehåller allt DNA som behövs för att reproducera organismen som helhet.

Mitokondrier är värd för Krebs-cykeln, i vilken acetyl CoA kombinerar med oxaloacetat att skapa citrat, en sexkolmolekyl som reduceras till oxaloacetat i en serie steg som genererar två ATP per glukosmolekyl, mata processen uppströms tillsammans med en mängd molekyler som bär elektroner till elektronkedjetransporten reaktioner.

Elektronkedjetransportsystemet förekommer också i mitokondrier. Denna serie av kaskadereaktioner använder energi från elektroner som tas bort från ämnena NADH och FADH₂ för att driva syntesen av en hel del ATP (32 till 34 molekyler per glukos uppströms).

På samma sätt som kärnan är kloroplaster och mitokondrier membranbundna och lagrade med en strategisk uppsättning enzymer. Fall inte i den vanliga fällan, men att tro att kloroplaster är "mitokondrier av växter." Växter har kloroplaster eftersom de inte kan inta glukos och måste göra det istället från koldioxidgas som förs in i anläggningen dess löv.

Både växt- och djurceller har mitokondrier eftersom båda deltar i aerob andning. Mycket av glukosen som en växt gör äts av djur i miljön eller ruttnar helt enkelt så småningom, men de flesta växter lyckas också doppa tungt i sin egen stash.

Huvudskillnaden mellan kärn-DNA och mitokondrie-DNA är helt enkelt mängden av det och de specifika produkter som produceras. Dessutom har strukturerna mycket olika jobb. Båda dessa enheter reproducerar emellertid genom att dela sig i hälften och styra sin egen uppdelning.

Cellerna vi tänker på när vi överväger eukaryota celler kunde inte överleva utan mitokondrier. För att förenkla mycket är kärnan hjärnan i celloperationen, medan mitokondrier är muskeln.

Nu när du är expert på eukaryota organeller, vilken av följande är skillnaden mellan kärnan och en mitokondrion?

1. Endast kärnan innehåller DNA.
2. Endast kärnan är omgiven av ett dubbelt plasmamembran.
3. Endast kärnan delar sig i två under cellcykeln.
4. Endast kärnan är värd för kemiska reaktioner som inte förekommer någon annanstans i cellen.

Faktum är att inget av dessa uttalanden är sant. Mitokondrier, som du har sett, har sitt eget DNA, och dessutom innehåller detta DNA gener som kärnämne (vanligt) inte gör. Mitokondrier och kärnor, tillsammans med organeller som endoplasmatisk retikulum, har sitt eget membran. Som nämnts organiserar och genomför varje kropp sin egen delningsprocess, och varje struktur är värd för reaktioner som inte gör det uppträder någon annanstans i cellen (t.ex. RNA-transkription i kärnan, elektrontransportkedjereaktionerna i mitokondrier).