Sisältö
Biologit jakavat kaiken maapallon elämän kolmeen osa-alueeseen: bakteerit, archaea ja eukarya. Bakteerit ja archaea koostuvat kumpikin yksittäisistä soluista, joissa ei ole ydintä eikä sisäisiä kalvoon sitoutuneita organelleja. Eukarya ovat kaikkia organismeja, joiden solut sisältävät ytimen ja muut sisäisiin kalvoon sitoutuneet organelit. Eukaryootit tunnetaan myös erikoistuneesta organellista, nimeltään mitokondrioista. Mitokondriat ovat niin yleinen piirre useimmissa eukaryooteissa, että monet ihmiset unohtavat ne harvat eukaryootit, joista puuttuu mitokondrioita.
Mitä ovat eukaryotit?
Yksi eukaryoottinen solu koostuu geelimäisestä vesipitoisesta sytoplasmasta, jossa globaali ydinmembraani pitää DNA: ta, ja kalvoon sitoutuneet osastot erottavat solun muut työalueet. Lähes kaikki eukaryootit sisältävät mitokondrioksi kutsutun organelin. Mitokondriat sisältävät oman DNA: n ja käyttävät omia proteiinisynteesilaitteitaan - täysin riippumattomia muun solun koneista. Hyväksyttiin näkemys, että bakteerit tunkeutuivat arkeaniin satoja miljoonia vuosia sitten. Suhteesta kehittyi symbioottinen suhde. Bakteerit tunnetaan nyt mitokondrioina, ja yhdistelmä kehittyi suurimmaksi osaksi tunnetuista eukaryoottisista organismeista.
Mitokondrioiden toiminta
Mitokondriat ovat pääasiallisia energiaa tuottavia kohtia useimmissa eukaryoottisoluissa. Ne ovat kriittisiä prosessille, jota kutsutaan aerobiseen soluhengitykseen. Soluhengitys on prosessi, jossa solut jakavat orgaaniset molekyylit ja varastoivat energiansa molekyyleihin, joita kutsutaan adenosiinitrifosfaatiksi tai ATP: ksi. Tämä voidaan tehdä ilman happea, jolloin siinä käytetään nimitystä anaerobinen hengitys. Mutta jos happea on läsnä, useimmat eukaryoottisolut ja jotkut prokaryoottiset solut voivat tuottaa paljon enemmän ATP-molekyylejä käyttämällä aerobisen solun hengitysprosessia. Eukaryooteissa tämä prosessi tapahtuu mitokondrioissa. Aerobisissa prokaryooteissa tämä prosessi tapahtuu solukalvolla.
Energia glukoosista
Monet eukaryoottisolut saavat suurimman osan energiastaan glukoosista. Ensimmäinen vaihe on jakaa glukoosi kahteen yhtä suureen osaan. Tätä vaihetta kutsutaan glycolysis. Glykolyysi tapahtuu sytoplasmassa ja se tuottaa hiukan energiaa solulle. Seuraava vaihe energiantuotannossa riippuu solutyypistä ja hetkellisestä ympäristöstä solun sisällä. Jos happipitoisuus on alhainen, eukaryoottisolut voivat pudota takaisin anaerobiseen soluhengitykseen - erityisesti fermentaatioon kutsuttuun prosessiin, jossa glykolyysituotteet tuottavat hiukan enemmän energiaa ja jättää maitohapon nimeltä yhdisteen. Ihmisen lihassolut tekevät tämän, kun lihasten energian tarve ylittää hapen sisäänotonopeuden. Kun happea on riittävästi, ihmiset ja muut eukaryoottiset organismit hyödyntävät enemmän energiaa, jota he voivat saada tuotteiden käytöstä. glykolyysi aerobisen hengityksen loppuun saattamiseksi mitokondrioissa.
Amitokondrioituneet eukaryootit
Eukaryootit, jotka käyttävät happea energiantuotannon optimointiin, eivät voineet selviytyä, jos heidän mitokondriansa otettaisiin pois. Mutta on eukaryootteja, joilla ei ole mitokondrioita, joita kutsutaan amitochondriate eukaryooteiksi. Koska heillä ei ole mitokondrioita täydentääkseen aerobista hengitystä, kaikki amitochondriate eukaryootit ovat anaerobisia. Esimerkiksi suolen loinen Giardia lamblia on anaerobinen eikä siinä ole mitokondrioita. Joitakin muita amokondrioita ovat Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum ja Entamoeba histolytica. Näiden organismien alkuperästä on kysymys: menettivätkö ne kerran olemassa olevat mitokondriat vai ovatko he varhaisimpien eukaryoottien jälkeläisiä ennen fuusioitumista mitokondrioihin? Erilaisia fylogeneettisiä suhteita amokondriittien ja muiden eukaryoottien välillä on ehdotettu, mutta tällä hetkellä ei ole olemassa yhtä ainoaa hyväksyttyä selitystä.