ما هي العضيات ذات الصلة بالطاقة؟

المحتوى

• الخلايا: بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى
• عضيات معالجة الطاقة: الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء
• هيكل ووظيفة البلاستيدات الخضراء
• هيكل ووظيفة الميتوكوندريا

اعتمادًا على مكانك في تعليم علوم الحياة الخاص بك ، قد تعرف بالفعل أن الخلايا هي المكونات الهيكلية والوظيفية الأساسية للحياة. قد تكون على دراية بالمثل أنه في الكائنات الأكثر تعقيدًا مثل نفسك والحيوانات الأخرى ، تكون الخلايا متخصصة بدرجة عالية ، وتحتوي على مجموعة متنوعة من الادراج الجسدي التي تؤدي وظائف أيضية أخرى للحفاظ على الظروف داخل الخلية مضيافة للحياة.

تسمى بعض مكونات خلايا الكائنات "المتقدمة" العضيات لديهم القدرة على العمل كآلات صغيرة ، وهم مسؤولون عن استخراج الطاقة من الروابط الكيميائية في الجلوكوز ، المصدر النهائي للتغذية في جميع الخلايا الحية. هل سبق لك أن تساءلت عن أي عضيات تساعد في تزويد الخلايا بالطاقة ، أو أي عضوي يشارك بشكل مباشر في تحويلات الطاقة داخل الخلايا؟ إذا كان الأمر كذلك ، تلبية الميتوكوندريا و ال بلاستيدات الخضراء، الإنجازات التطورية الرئيسية للكائنات حقيقية النواة.

الخلايا: بدائيات النوى مقابل حقيقيات النوى

الكائنات الحية في المجال Prokaryotaوالتي تشمل البكتيريا و العتيقة (التي كانت تُعرف سابقًا باسم "الأركاباريا") ، وخلية واحدة تمامًا تقريبًا ، ويجب أن تحصل على كل طاقاتها باستثناءات قليلة تحللوهي عملية تحدث في السيتوبلازم الخلوي. العديد من الكائنات متعددة الخلايا في Eukaryota المجال ، ومع ذلك ، لديها خلايا مع الادراج تسمى عضيات التي تنفذ عددا من الوظائف الأيضية المخصصة وغيرها من الوظائف اليومية.

جميع الخلايا لديها الحمض النووي (المادة الوراثية) ، أ غشاء الخلية, السيتوبلازم ("غو" تشكل معظم مادة الخلايا) و الريبوسومات، التي تصنع البروتينات. عادة ما يكون بدائيات النوى لديهم أكثر من ذلك بقليل ، في حين أن الخلايا حقيقية النواة (الخطط والحيوانات والفطريات) هي الخلايا التي تفتخر بالعضيات. من بين هؤلاء البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا ، التي تشارك في تلبية احتياجاتها من الطاقة الخلايا الأم.

عضيات معالجة الطاقة: الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء

إذا كنت تعرف أي شيء عن علم الأحياء الدقيقة وتم إعطاؤك صورة مجهرية لخلية نباتية أو خلية حيوانية ، فليس من الصعب حقًا تخمين متعلم تشارك فيه العضيات في تحويل الطاقة. كل من البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا عبارة عن هياكل ذات مظهر مشغول ، مع الكثير من المساحة الكلية للغشاء نتيجة للطي الدقيق ، والمظهر "المشغول" بشكل عام. من الواضح في لمحة ، بمعنى آخر ، أن هذه العضيات تفعل أكثر بكثير من مجرد تخزين المواد الخلوية الخام.

ويعتقد أن كلتا العضتين تشتركان في نفس التاريخ التطوري الساحر ، كما يتضح من حقيقة ذلك لديهم الحمض النووي الخاصة بهم، منفصلة عن ذلك في نواة الخلية. يُعتقد أن الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء كانت في الأصل بكتريا قائمة بذاتها في حد ذاتها قبل أن تغمرها ، ولكن لم يتم تدميرها ، بدائيات النوى الكبيرة ( نظرية الإندوسيمبيونت). عندما تحولت هذه البكتيريا "تؤكل" لخدمة وظائف التمثيل الغذائي الحيوية للكائنات الكبيرة وعلى العكس ، مجموعة كاملة من الكائنات الحية ، Eukaryota، ولد.

هيكل ووظيفة البلاستيدات الخضراء

تشارك حقيقيات النوى جميعها في التنفس الخلوي ، والذي يتضمن تحلل السكر والخطوات الأساسية الثلاثة للتنفس الهوائي: تفاعل الجسر ، دورة كريبس وردود الفعل في سلسلة نقل الإلكترون.ومع ذلك ، لا يمكن للنباتات الحصول على الجلوكوز مباشرة من البيئة لتتحول إلى تحلل السكر ، حيث لا يمكنها "أكل" ؛ وبدلاً من ذلك ، يصنعون الجلوكوز ، وهو سكر بستة كربون ، من غاز ثاني أكسيد الكربون ، وهو مركب ثنائي الكربون ، في عضيات تسمى البلاستيدات الخضراء.

البلاستيدات الخضراء هي المكان الذي يتم فيه تخزين كلوروفيل الصباغ (الذي يعطي النباتات مظهرها الأخضر) ، في أكياس صغيرة تسمى ثايلاكويد. في عملية من خطوتين البناء الضوئيتستخدم النباتات الطاقة الضوئية لتوليد ATP و NADPH ، وهما جزيئات تحمل الطاقة ، ثم تستفيدان من هذه الطاقة لبناء الجلوكوز ، والذي يتوفر بعد ذلك لباقي الخلية وكذلك المخازن في شكل مواد للحيوانات قد تأكل في نهاية المطاف.

هيكل ووظيفة الميتوكوندريا

إن معالجة الطاقة في النباتات في النهاية هي نفسها بشكل أساسي كما هي الحال في الحيوانات ومعظم الفطريات: إن "الهدف" النهائي هو تحطيم الجلوكوز إلى جزيئات أصغر واستخراج ATP في هذه العملية. تقوم الميتوكوندريا بذلك عن طريق العمل كـ "محطات توليد الطاقة" للخلايا ، لأنها مواقع التنفس الهوائي.

في المستطيل ، تتحول الميتوكوندريا "على شكل كرة القدم" ، وهي البيروفات ، المنتج الرئيسي لتحلل السكر ، إلى أسيتيل CoA ، ويتم نقلها إلى داخل العضية للدورة كريبس ، ثم تنتقل إلى الغشاء الميتوكوندريا لسلسلة نقل الإلكترون. بشكل عام ، تضيف هذه التفاعلات من 34 إلى 36 ATP إلى اثنين من ATP المتولدين من جزيء واحد من الجلوكوز في تحلل السكر وحده.