Содержание
Биологи делят всю жизнь на Земле на три области: бактерии, археи и эукарья. Бактерии и археи состоят из отдельных клеток, которые не имеют ядра и внутренних мембраносвязанных органелл. Эукарья - это все организмы, клетки которых содержат ядро и другие внутренние мембраны, связанные с мембранами. Эукариоты также известны тем, что имеют специализированную органеллу, называемую митохондриями. Митохондрии являются настолько общей чертой большинства эукариот, что многие люди упускают из виду те немногие эукариоты, у которых нет митохондрий.
Что такое эукариоты?
Одна эукариотическая клетка состоит из гелеобразной водной цитоплазмы, в которой глобулярная ядерная мембрана содержит ДНК, а мембранно-связанные компартменты отделяют другие рабочие области клетки. Почти все эукариоты содержат органеллу, называемую митохондрией. Митохондрии содержат свою собственную ДНК и используют собственный механизм синтеза белка - полностью независимый от механизма остальной части клетки. Принято считать, что бактерия вторглась в архея много сотен миллионов лет назад. Отношения превратились в симбиотические. Бактерии теперь известны как митохондрии, и комбинация превратилась в большинство известных эукариотических организмов.
Функция Митохондрии
Митохондрии являются основными источниками энергии в большинстве эукариотических клеток. Они имеют решающее значение для процесса, называемого аэробным клеточным дыханием. Клеточное дыхание - это процесс, при котором клетки расщепляют органические молекулы и запасают энергию, которую они извлекают, в молекулах, называемых аденозинтрифосфатом, или АТФ. Это может быть сделано без кислорода, и в этом случае его называют анаэробным дыханием. Но если присутствует кислород, большинство эукариотических клеток и некоторые прокариотические клетки могут генерировать гораздо больше молекул АТФ, используя процесс аэробного клеточного дыхания. У эукариот этот процесс происходит в митохондриях. У аэробных прокариот этот процесс происходит на клеточной мембране.
Энергия из глюкозы
Многие эукариотические клетки получают большую часть своей энергии из глюкозы. Первый шаг - разделить глюкозу на две равные части. Этот шаг называется гликолизом. Гликолиз происходит в цитоплазме, и он генерирует немного энергии для клетки. Следующий шаг в производстве энергии зависит от конкретного типа клетки и мгновенной среды внутри клетки. Если уровень кислорода низок, эукариотические клетки могут вернуться к анаэробному клеточному дыханию - в частности, процессу, называемому ферментация, при котором продукты гликолиза используют для производства немного больше энергии и оставляют соединение, называемое молочной кислотой. Мышечные клетки человека делают это, когда потребность в энергии от мышц превышает скорость, с которой поглощается кислород. Когда присутствует достаточное количество кислорода, люди и другие эукариотические организмы получают преимущество от большего количества энергии, которое они могут получить от использования продуктов. гликолиза для полного аэробного дыхания в митохондриях.
Амитохондриат Эукариот
Эукариоты, которые используют кислород для оптимизации производства энергии, не смогли бы выжить, если их митохондрии были удалены. Но есть эукариоты, у которых нет митохондрий, называемые амитохондриатами эукариот. Поскольку у них нет митохондрий для завершения аэробного дыхания, все амитохондриальные эукариоты являются анаэробными. Кишечный паразит Giardia lamblia, например, является анаэробным и не имеет митохондрий. Некоторыми другими амитохондриатами являются Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum и Entamoeba histolytica. Возникает вопрос относительно происхождения этих организмов: они потеряли митохондрии, которые у них когда-то были, или они являются потомками самых ранних эукариот до слияния с митохондриями? Были предложены различные филогенетические отношения между амитохондриатами и другими эукариотами, но в настоящее время нет единого приемлемого объяснения.