מהם אברונים הקשורים לאנרגיה?

תוֹכֶן

• תאים: פרוקריוטות לעומת אוקריוטות
• אברונים לעיבוד אנרגיה: מיטוכונדריה וכלורופלסטים
• מבנה ותפקוד הכלורופלסטים
• מבנה ותפקוד המיטוכונדריה

תלוי היכן אתה נמצא בחינוך שלך למדעי החיים שלך, אתה יכול כבר לדעת שתאים הם המרכיבים המבניים והתפקודיים הבסיסיים בחיים. יתכן שתהיה מודע לכך שבאורגניזמים מורכבים יותר כמו עצמך ובעלי חיים אחרים, התאים הם בעלי התמחות גבוהה, המכילים מגוון של תכלילים פיזיים שמבצעים פונקציות מטבוליות ספציפיות אחרות כדי לשמור על התנאים בתא מסבירי פנים לחיים.

רכיבים מסוימים בתאים של אורגניזמים "מתקדמים" נקראו אברונים יש להם יכולת לפעול כמכונות זעירות, והם אחראיים להפקת אנרגיה מהקשרים הכימיים בגלוקוז, מקור ההזנה האולטימטיבי בכל התאים החיים. האם תהית אי פעם אילו אברונים עוזרים לספק לתאים אנרגיה, או איזה אברונל מעורב בצורה הישירה ביותר בהמרות אנרגיה בתאים? אם כן, פגוש את מיטוכונדריה וה כלורופלסט, ההישגים העיקריים האבולוציוניים של אורגניזמים אוקריוטים.

תאים: פרוקריוטות לעומת אוקריוטות

אורגניזמים בתחום פרוקריוטה, הכולל חיידקים ארצ'אה (שנקראו בעבר "archaebacteria"), כמעט כמעט חד תאיים, ולמעט מעט חריגים, הם חייבים להשיג את כל האנרגיה שלהם מ גליקוליזה, תהליך שמתרחש בציטופלסמה של התא. האורגניזמים הרבים תאיים הנמצאים באזור אוקריוטה לתחום, לעומת זאת, יש תאים עם תכלילים המכונים אברונים שמבצעים מספר פונקציות מטבוליות ייעודיות ויומיומיות אחרות.

לכל התאים יש DNA (חומר גנטי), א קרום תא, ציטופלזמה ("הגו" המרכיב את מרבית חומר התאים) ו- ריבוזומים, היוצרים חלבונים. לפרוקריוטות יש בדרך כלל מעט יותר מהם, ואילו תאים אוקיארוטים (תוכניות, בעלי חיים ופטריות) הם אלה שמתהדרים באברונים. בין אלה כלורופלסטים ומיטוכונדריה, המעורבים במילוי צרכי האנרגיה של תאי האם שלהם.

אברונים לעיבוד אנרגיה: מיטוכונדריה וכלורופלסטים

אם אתה יודע משהו על מיקרוביולוגיה ומקבל תמונה מיקרוגרפיה של תא צמחי או תא של בעלי חיים, זה לא ממש קשה להניח ניחוש משכיל באילו איברונים מעורבים בהמרת אנרגיה. הן הכלורופלסטים והן המיטוכונדריה הם מבנים עסוקים למראה, עם שטח פנים מלא של הקרום כתוצאה מקיפול קפדני, ומראה "עסוק" בסך הכל. ניכר במבט חטוף, במילים אחרות, שהאברונים הללו עושים הרבה יותר מאשר רק לאחסן חומרים סלולריים גולמיים.

על פי ההערכה, שני האורגנלים הללו חולקים את אותה היסטוריה אבולוציונית מרתקת, עדות לכך יש להם DNA משלהם, נפרד מזה בגרעין התא. ההערכה היא כי מיטוכונדריה וכלורופלסטים היו במקור עצמם חיידקים עומדים בפני עצמם לפני שהם הוטמעו, אך לא נהרסו, על ידי פרוקריוטים גדולים יותר ( תיאוריה אנדוסימביונטית). כאשר התברר שהחיידקים ה"אוכלים "הללו משמשים תפקודים מטבוליים חיוניים לאורגניזמים הגדולים יותר ולהיפך, תחום שלם של אורגניזמים, אוקריוטה, נולד.

מבנה ותפקוד הכלורופלסטים

האוקריוטים כולם משתתפים בנשימה סלולרית, הכוללת גליקוליזה ושלושת השלבים הבסיסיים של הנשימה אירובית: תגובת הגשר, מחזור הקרבס והתגובות של שרשרת ההובלה האלקטרונית.צמחים, לעומת זאת, אינם יכולים לקבל גלוקוז ישירות מהסביבה כדי להאכיל בגליקוליזה, מכיוון שהם אינם יכולים "לאכול"; במקום זאת הם מייצרים גלוקוזה, סוכר בן שש פחמן, מגז פחמן דו חמצני, תרכובת דו-פחמנית, באורגנלים הנקראים כלורופלסטים.

כלורופלסטים הם המקום בו מאוחסן הפיגמנט כלורופיל (המעניק לצמחים את המראה הירוק שלהם), בשקעים זעירים הנקראים תילאוקואידים. בתהליך הדו-שלבי של פוטוסינתזה, צמחים משתמשים באנרגיית אור בכדי לייצר ATP ו- NADPH שהם מולקולות נושאות אנרגיה ואז משתמשים באנרגיה זו לבניית גלוקוזה, אשר זמינה אז לשאר התא, כמו גם חנויות בצורת חומרים שבעלי חיים בסופו של דבר עלול לאכול.

מבנה ותפקוד המיטוכונדריה

עיבוד אנרגיה בצמחים בסופו של דבר זהה ביסודו כמו אצל בעלי חיים ועם רוב הפטריות: "המטרה" הסופית היא לפרק גלוקוז למולקולות קטנות יותר ולחלץ ATP בתהליך. מיטוכונדריה עושים זאת על ידי כך שהם משמשים כ"תחנות הכוח "של התאים, מכיוון שהם אתרים של הנשימה אירובית.

במיטוכונדריה המוארכת, "בצורת כדורגל", פירובט, התוצר העיקרי של הגליקוליזה, הופך לאצטיל CoA, מועבר אל פנים האורגנל למחזור קרבס, ואז עבר לקרום המיטוכונדריה לרשת הובלת האלקטרונים. בסך הכל, התגובות הללו מוסיפות 34 עד 36 ATP לשני ה- ATP הנוצרים ממולקולה גלוקוזית אחת בגליקוליזה בלבד.