Inhalt
- Zellen: Prokaryoten gegen Eukaryoten
- Energieverarbeitende Organellen: Mitochondrien und Chloroplasten
- Struktur und Funktion von Chloroplasten
- Struktur und Funktion der Mitochondrien
Abhängig davon, wo Sie sich in Ihrer eigenen Life-Sciences-Ausbildung befinden, wissen Sie möglicherweise bereits, dass Zellen die grundlegenden strukturellen und funktionellen Komponenten des Lebens sind. Möglicherweise ist Ihnen auch bewusst, dass Zellen in komplexeren Organismen wie sich selbst und anderen Tieren hochspezialisiert sind und eine Vielzahl von physischen Einschlüssen enthalten, die bestimmte Stoffwechsel- und andere Funktionen erfüllen, um die Lebensbedingungen in der Zelle zu erhalten.
Bestimmte Bestandteile der Zellen werden als "fortgeschrittene" Organismen bezeichnet Organellen haben die Fähigkeit, als winzige Maschinen zu agieren, und sind dafür verantwortlich, Energie aus den chemischen Bindungen in Glukose zu extrahieren, der ultimativen Nahrungsquelle in allen lebenden Zellen. Haben Sie sich jemals gefragt, welche Organellen helfen, Zellen mit Energie zu versorgen, oder welche Organellen am unmittelbarsten an der Energieumwandlung in Zellen beteiligt sind? Wenn ja, treffen Sie die Mitochondrien und das Chloroplasten, die wichtigsten evolutionären Errungenschaften eukaryotischer Organismen.
Zellen: Prokaryoten gegen Eukaryoten
Organismen in der Domäne Prokaryota, zu denen auch Bakterien und die gehören Archaea (früher "Archaebakterien" genannt), sind fast ausschließlich einzellig und müssen mit wenigen Ausnahmen ihre gesamte Energie beziehen GlykolyseEin Prozess, der im Zellzytoplasma abläuft. Die vielen mehrzelligen Organismen in der Eukaryota Domänen haben jedoch Zellen mit Einschlüssen, die Organellen genannt werden und eine Reihe von speziellen Stoffwechsel- und anderen Alltagsfunktionen ausführen.
Alle Zellen haben DNA (genetisches Material), a Zellmembran, Zytoplasma (die "goo", die den größten Teil der Zellsubstanz ausmacht) und Ribosomen, die Proteine machen. Prokaryoten haben in der Regel wenig mehr als dies, während eukaryotische Zellen (Pläne, Tiere und Pilze) diejenigen sind, die Organellen aufweisen. Dazu gehören Chloroplasten und Mitochondrien, die an der Deckung des Energiebedarfs ihrer Elternzellen beteiligt sind.
Energieverarbeitende Organellen: Mitochondrien und Chloroplasten
Wenn Sie etwas über Mikrobiologie wissen und eine Mikrophotographie einer pflanzlichen oder tierischen Zelle erhalten, ist es nicht schwer zu erraten, welche Organellen an der Energieumwandlung beteiligt sind. Sowohl Chloroplasten als auch Mitochondrien sind beschäftigt aussehende Strukturen mit viel Gesamtmembranoberfläche als Ergebnis einer sorgfältigen Faltung und einem "beschäftigten" Erscheinungsbild insgesamt. Mit anderen Worten, es ist auf einen Blick ersichtlich, dass diese Organellen viel mehr als nur Zellrohstoffe speichern.
Es wird angenommen, dass beide Organellen dieselbe faszinierende Evolutionsgeschichte haben, wie die Tatsache belegt, dass Sie haben ihre eigene DNA, getrennt von dem im Zellkern. Es wird angenommen, dass Mitochondrien und Chloroplasten ursprünglich eigenständige Bakterien waren, bevor sie von größeren Prokaryoten (den Endosymbiontentheorie). Als sich herausstellte, dass diese "verzehrten" Bakterien lebenswichtige Stoffwechselfunktionen für die größeren Organismen und umgekehrt für eine ganze Domäne von Organismen erfüllten, Eukaryota, wurde geboren.
Struktur und Funktion von Chloroplasten
Alle Eukaryoten sind an der Zellatmung beteiligt, zu der die Glykolyse und die drei grundlegenden Schritte der aeroben Atmung gehören: die Brückenreaktion, der Krebszyklus und die Reaktionen der Elektronentransportkette.Pflanzen können jedoch keine Glukose direkt aus der Umwelt erhalten, um in die Glykolyse einzuspeisen, da sie nicht "essen" können; Stattdessen stellen sie aus Kohlendioxidgas, einer Zwei-Kohlenstoff-Verbindung, Glukose, einen Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen, in Organellen her, die als Chloroplasten bezeichnet werden.
In Chloroplasten wird das Pigment Chlorophyll (das den Pflanzen ihr grünes Aussehen verleiht) in kleinen Säcken gespeichert Thylakoide. In dem zweistufigen Prozess von PhotosynthesePflanzen verwenden Lichtenergie, um ATP und NADPH zu erzeugen, die energietragende Moleküle sind, und nutzen diese Energie dann, um Glukose aufzubauen, die dann für den Rest der Zelle verfügbar ist und in Form von Substanzen gespeichert wird, die Tiere verwenden kann irgendwann essen.
Struktur und Funktion der Mitochondrien
Die Energieverarbeitung in Pflanzen ist letztendlich im Wesentlichen dieselbe wie bei Tieren und den meisten Pilzen: Das ultimative "Ziel" besteht darin, Glukose in kleinere Moleküle aufzuspalten und ATP zu extrahieren. Mitochondrien tun dies, indem sie als "Kraftwerke" von Zellen dienen, da sie die Orte der aeroben Atmung sind.
In den länglichen, "fußballförmigen" Mitochondrien wird Pyruvat, das Hauptprodukt der Glykolyse, in Acetyl-CoA umgewandelt, für den Krebszyklus in das Innere der Organelle transportiert und dann zur mitochondrialen Membran für die Elektronentransportkette transportiert. Insgesamt addieren diese Reaktionen 34 bis 36 ATP zu den beiden ATP, die allein bei der Glykolyse aus einem einzelnen Glucosemolekül erzeugt werden.