Innhold
Biologer deler alt liv på jorden i tre domener: bakterier, archaea og eukarya. Bakterier og archaea består begge av enkeltceller som ikke har noen kjerne og ingen indre membranbundne organeller. Eukarya er alle organismer hvis celler inneholder en kjerne og andre indre membranbundne organeller. Eukaryoter er også kjent for å ha en spesialisert organelle kalt mitokondriene. Mitokondrier er et så vanlig trekk ved de fleste eukaryoter at mange overser de få eukaryotene som mangler mitokondrier.
Hva er eukaryoter?
En enkelt eukaryot celle består av en gel-lignende vandig cytoplasma der en kulekjernemembran rommer DNA, og membranbundne rom separerer andre arbeidsområder av cellen. Nesten alle eukaryoter inneholder en organell kalt mitokondrion. Mitokondrier inneholder sitt eget DNA og bruker sitt eget proteinsyntesemaskineri - helt uavhengig av maskineriet i resten av cellen. Det aksepterte synet er at en bakterie invaderte en arkeeaner for mange hundre millioner millioner år siden. Forholdet utviklet seg til et symbiotisk. Bakteriene er nå kjent som mitokondrier, og kombinasjonen utviklet seg til de fleste av de kjente eukaryote organismer.
Funksjonen til Mitochondria
Mitokondrier er de primære energegenererende stedene i de fleste eukaryote celler. De er kritiske for en prosess som kalles aerob cellulær respirasjon. Cellulær respirasjon er en prosess der celler deler opp organiske molekyler og lagrer energien de utvinner i molekyler som kalles adenosintrifosfat, eller ATP. Dette kan gjøres uten oksygen, i så fall kalles det anaerob respirasjon. Men hvis oksygen er til stede, kan de fleste eukaryote celler og noen prokaryote celler generere mange flere ATP-molekyler ved å bruke prosessen med aerob cellulær respirasjon. I eukaryoter foregår denne prosessen innenfor mitokondriene. I aerobe prokaryoter foregår denne prosessen ved cellemembranen.
Energi fra glukose
Mange eukaryote celler får mesteparten av energien sin fra glukose. Det første trinnet er å dele glukose i to like deler. Dette trinnet kalles glykolyse. Glykolyse forekommer i cytoplasma og den genererer litt energi til cellen. Det neste trinnet i energiproduksjon avhenger av den spesifikke typen celle og det øyeblikkelige miljøet inne i cellen. Hvis oksygennivået er lavt, kan eukaryote celler falle tilbake ved anaerob cellulær respirasjon - spesifikt, en prosess som kalles gjæring, som bruker produktene av glykolyse for å produsere litt mer energi og etterlater en forbindelse som kalles melkesyre. Menneskelige muskelceller gjør dette når etterspørselen etter energi fra muskler overgår hastigheten som oksygen tas i. Når tilstrekkelige nivåer av oksygen er til stede, drar mennesker og andre eukaryote organismer fordel av den større mengden energi de kan få ved å bruke produktene. av glykolyse for å fullføre aerob respirasjon i mitokondriene.
Amitokondriat eukaryoter
Eukaryoter som bruker oksygen for å optimalisere energiproduksjonen, kunne ikke overleve hvis mitokondriene ble tatt bort. Men det er eukaryoter som ikke har noen mitokondrier, kalt amitokondriat eukaryoter. Siden de ikke har noen mitokondrier for å fullføre aerob respirasjon, er alle amitochondriate eukaryoter anaerobe. Tarmparasitt Giardia lamblia er for eksempel anaerob og har ingen mitokondrier. Noen andre amitokondriater er Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum og Entamoeba histolytica. Det er noe spørsmål angående opprinnelsen til disse organismene: mistet de mitokondriene de en gang hadde, eller er de etterkommere av de tidligste eukaryotene fra før fusjonen med mitokondriene? Forskjellige fylogenetiske forhold mellom amitokondriater og andre eukaryoter er blitt foreslått, men det er ingen akseptert forklaring på dette tidspunktet.