Innhold
- Celler: Prokaryotes versus Eukaryotes
- Energibearbeidende organeller: Mitokondrier og kloroplaster
- Struktur og funksjon av kloroplastene
- Struktur og funksjon av mitokondrier
Avhengig av hvor du er i din egen livsvitenskapelige utdanning, vet du kanskje allerede at celler er de grunnleggende strukturelle og funksjonelle komponentene i livet. Du kan være på samme måte klar over at celler i mer komplekse organismer som deg selv og andre dyr er svært spesialiserte, og inneholder en rekke fysiske inneslutninger som utfører spesifikke metabolske og andre funksjoner for å holde forholdene i cellen gjestfri for livet.
Visse komponenter i cellene til "avanserte" organismer heter organeller har evnen til å fungere som bittesmå maskiner, og er ansvarlig for å trekke ut energi fra de kjemiske bindingene i glukose, den ultimate næringskilde i alle levende celler. Har du noen gang lurt på hvilke organeller som hjelper til med å gi celler energi, eller hvilken organelle som er mest involvert i energitransformasjoner i celler? Hvis ja, møte mitokondrier og kloroplast, de viktigste evolusjonære prestasjonene av eukaryote organismer.
Celler: Prokaryotes versus Eukaryotes
Organismer i domenet Prokaryota, som inkluderer bakterier og archaea (tidligere kalt "archaebacteria"), er nesten utelukkende encellede, og må med få unntak få all sin energi fra glykolyse, en prosess som oppstår i cytoplasma. De mange flercellede organismer i Eukaryota domene har imidlertid celler med inneslutninger kalt organeller som utfører en rekke dedikerte metabolske og andre hverdagsfunksjoner.
Alle celler har DNA (genetisk materiale), a cellemembran, cytoplasma ("goo" som utgjør det meste av cellestoffet) og ribosomer, som lager proteiner. Prokaryoter har vanligvis lite mer for seg enn dette, mens eukaryote celler (planer, dyr og sopp) er de som kan skryte av organeller. Blant disse er kloroplaster og mitokondrier, som er involvert i å oppfylle foreldrene sine energibehov.
Energibearbeidende organeller: Mitokondrier og kloroplaster
Hvis du vet noe om mikrobiologi og får et mikrofotografi av en plantecelle eller en dyrecelle, er det egentlig ikke vanskelig å lage et utdannet gjetning om hvilke organeller som er involvert i energiomdannelse. Både kloroplaster og mitokondrier er travle strukturer med mye membranoverflate som et resultat av omhyggelig folding, og et "travelt" utseende totalt sett. Det er med andre ord tydelig at disse organellene gjør mye mer enn bare å lagre rå cellulære materialer.
Begge disse organellene antas å dele den samme fascinerende evolusjonshistorien, noe det fremgår av det faktum de har sitt eget DNA, atskilt fra det i cellekjernen. Mitokondrier og kloroplaster antas å opprinnelig ha vært frittstående bakterier i seg selv før de ble oppslukt, men ikke ødelagt, av større prokaryoter (den endosymbiont teori). Når disse "spiste" bakteriene viste seg å tjene vitale metabolske funksjoner for de større organismer, og omvendt, et helt domene av organismer, Eukaryota, var født.
Struktur og funksjon av kloroplastene
Eukaryoter deltar alle i cellulær respirasjon, som inkluderer glykolyse og de tre grunnleggende trinnene i aerob respirasjon: broreaksjonen, Krebs-syklusen og reaksjonene i elektrontransportkjeden.Planter kan imidlertid ikke få glukose direkte fra miljøet for å mate seg inn i glykolyse, siden de ikke kan "spise"; i stedet lager de glukose, et seks-karbon sukker, fra karbondioksidgass, en to-karbonforbindelse, i organeller kalt kloroplast.
Kloroplastene er der pigmentet klorofyll (som gir planter deres grønne utseende) lagres, i små sekker som kalles thylakoids. I totrinns prosess av fotosyntesebruker planter lysenergi for å generere ATP og NADPH, som er energibærende molekyler, og bruker deretter denne energien til å bygge glukose, som deretter er tilgjengelig for resten av cellen, så vel som lagre i form av stoffer som dyr kan til slutt spise.
Struktur og funksjon av mitokondrier
Energiprosessering i planter til slutt er i grunnen den samme som i dyr og mest sopp: Det endelige "målet" er å bryte ned glukose til mindre molekyler og trekke ut ATP i prosessen. Mitokondrier gjør dette ved å tjene som "kraftverk" for celler, ettersom de er stedene for aerob respirasjon.
I den avlange, "fotballformede" mitokondriene blir pyruvat, hovedproduktet av glykolyse, transformert til acetyl CoA, skutt inn i det indre av organellen for Krebs-syklusen, og deretter flyttet til mitokondriell membran for elektrontransportkjeden. I alt tilfører disse reaksjonene 34 til 36 ATP til de to ATP som er generert fra et enkelt glukose-molekyl i glykolyse alene.