Sisu
- Rakud: prokarüootid versus eukarüootid
- Energia töötlemise organellid: mitokondrid ja kloroplastid
- Kloroplastide struktuur ja funktsioon
- Mitokondrite struktuur ja funktsioon
Sõltuvalt sellest, kus te oma elu loodusteaduste hariduses olete, võite juba teada, et rakud on elu põhilised struktuurilised ja funktsionaalsed komponendid. Samuti võite olla teadlik, et keerukamates organismides, nagu teie ise ja teised loomad, on rakud kõrgelt spetsialiseerunud, sisaldades mitmesuguseid füüsikalisi lisandeid, mis täidavad spetsiifilisi metaboolseid ja muid funktsioone, et hoida rakus olusid eluvõimelistena.
"Täiustatud" organismide rakkude teatavad komponendid, mida nimetatakse organellid neil on võime tegutseda väikeste masinatena ja nad vastutavad energia eraldamise eest glükoosist, mis on kõigi elusrakkude ülim toitumisallikas, keemilistest sidemetest energia saamiseks. Kas olete kunagi mõelnud, millised organellid aitavad rakkudele energiat anda või millised organellid osalevad rakkude energia muundamisel kõige otsesemalt? Kui jah, siis tutvuge mitokondrid ja kloroplast, eukarüootsete organismide peamised evolutsioonilised saavutused.
Rakud: prokarüootid versus eukarüootid
Domeenis olevad organismid Prokarüota, mis hõlmab baktereid ja Archaea (endise nimega arhebakterid) on peaaegu täielikult üherakulised ja peavad väheste eranditega kogu energia saama glükolüüs, protsess, mis toimub raku tsütoplasmas. Arvukad mitmerakulised organismid Eukaryota Domeenil on aga sisselõigetega rakud, mida nimetatakse organellideks ja mis täidavad mitmeid spetsiaalseid metaboolseid ja muid igapäevaseid funktsioone.
Kõigil lahtritel on DNA (geneetiline materjal), a rakumembraan, tsütoplasma ("goo", mis moodustab suurema osa raku ainest) ja ribosoomid, mis teevad valke. Prokarüootidel on neid tavaliselt pisut rohkem, samas kui organellidega uhkeldavad eukarüootsed rakud (plaanid, loomad ja seened). Nende hulgas on kloroplastid ja mitokondrid, mis on seotud vanemate rakkude energiavajaduse rahuldamisega.
Energia töötlemise organellid: mitokondrid ja kloroplastid
Kui teate midagi mikrobioloogiast ja teile antakse taimeraku või loomaraku fotomikroskoop, pole tegelikult raske järele mõelda, millistel organellidel on energia muundamisel osa. Nii kloroplastid kui ka mitokondrid on tiheda väljanägemisega struktuurid, mille membraani kogupindala on hoolika voltimise tagajärjel suur ja "hõivatud" välimusega. Teisisõnu on ilmne, et need organellid teevad palju enamat kui lihtsalt toorrakkude ladustamist.
Arvatakse, et mõlemal nimetatud organellil on sama põnev evolutsiooniajalugu, mida tõendab asjaolu, et neil on oma DNA, eralduda rakutuumas olevast. Usutakse, et mitokondrid ja kloroplastid olid algselt iseseisvad bakterid, enne kui suuremad prokarüootid neid imetlesid, kuid neid ei hävitanud ( endosymbiont teooria). Kui selgus, et need "söödud" bakterid täidavad suuremate organismide elutähtsaid metaboolseid funktsioone ja vastupidiselt tervele organismide domeenile, Eukaryota, sündis.
Kloroplastide struktuur ja funktsioon
Kõik eukarüootid osalevad rakulises hingamises, mis hõlmab glükolüüsi ja aeroobse hingamise kolme põhietappi: sildreaktsiooni, Krebsi tsüklit ja elektronide transpordiahela reaktsioone.Taimed ei saa glükolüüsi sattudes otse keskkonnast glükoosi, kuna nad ei saa "süüa"; selle asemel teevad nad kloroplastideks kutsutavates organellides glükoosist, kuue süsiniku suhkrust, süsinikdioksiidist, kahe süsiniku ühendist.
Kloroplastides hoitakse pigmendi klorofülli (mis annab taimedele rohelise ilme) pisikestes kotikestes, mida nimetatakse tülakoidid. Kaheetapilises protsessis fotosüntees, kasutavad taimed energiat energiakandvate molekulidena ATP ja NADPH saamiseks kerge energia abil ning seejärel kasutavad seda energiat glükoosi tootmiseks, mis on seejärel ülejäänud raku jaoks kättesaadav, aga ka loomsete ainete kujul, mida loomad talletavad võib lõpuks süüa.
Mitokondrite struktuur ja funktsioon
Energia töötlemine taimedes on lõpuks põhimõtteliselt sama, mis loomadel ja enamikel seentel: Ülim eesmärk on lagundada glükoos väiksemateks molekulideks ja eraldada protsessis ATP. Mitokondrid teevad seda rakkude "elektrijaamadena", kuna need on aeroobse hingamise kohad.
Piklikus, "jalgpallikujulises" mitokondris, püruvaadis, glükolüüsi põhisaaduses, muundatakse atsetüül CoA, kantakse see Krebsi tsükli organellide sisemusse ja viiakse seejärel mitokondriaalsele membraanile elektronide transpordiahela jaoks. Kokku lisavad need reaktsioonid 34–36 ATP kahele ATP-le, mis on loodud glükoosi ühest molekulist ainult glükolüüsi käigus.