Чи можуть еукаріоти вижити без мітохондрій?

Зміст

• Що таке еукаріоти?
• Функція мітохондрій
• Енергія від глюкози
• Амітохондріатні еукаріоти

Біологи поділяють все життя на Землі на три сфери: бактерії, археї та еукарія. Бактерії та археї складаються з поодиноких клітин, які не мають ядра і не пов'язані з внутрішньою мембраною органел. Еукарія - це всі організми, клітини яких містять ядро ​​та інші внутрішні мембранні органели. Еукаріоти також відомі тим, що мають спеціалізовану органелу під назвою мітохондрії. Мітохондрії є настільки поширеною ознакою більшості еукаріотів, що багато людей не помічають тих кількох еукаріотів, яким не вистачає мітохондрій.

Що таке еукаріоти?

Одинарна еукаріотична клітина складається з гелеподібної водної цитоплазми, в якій кульова ядерна мембрана утримує ДНК, а пов'язані з мембраною відділення відокремлюють інші робочі ділянки клітини. Майже всі еукаріоти містять органелу, яку називають мітохондріоном. Мітохондрії містять власну ДНК і використовують власну машину синтезу білка - повністю незалежну від машин решти клітини. Загальноприйнята думка полягає в тому, що бактерія вторглася в архей багато сотень мільйонів років тому. Відносини переросли в симбіотичні. Зараз бактерії відомі як мітохондрії, і їх поєднання перетворилося на більшість відомих еукаріотичних організмів.

Функція мітохондрій

Мітохондрії є первинними місцями генерування енергії у більшості еукаріотичних клітин. Вони критичні для процесу, який називається аеробним клітинним диханням. Клітинне дихання - це процес, при якому клітини розщеплюють органічні молекули і зберігають енергію, яку вони отримують, у молекулах, званих аденозинтрифосфатом, або АТФ. Це можна зробити без кисню, і в цьому випадку його називають анаеробним диханням. Але якщо присутній кисень, більшість еукаріотичних клітин та деякі клітини прокаріотів можуть генерувати набагато більше молекул АТФ, використовуючи процес аеробного клітинного дихання. У еукаріотів цей процес відбувається всередині мітохондрій. У аеробних прокаріотів цей процес відбувається на клітинній мембрані.

Енергія від глюкози

Багато еукаріотичних клітин отримують основну частину своєї енергії з глюкози. Перший крок - це розщеплення глюкози на дві рівні частини. Цей крок називається гліколізом. Гліколіз відбувається в цитоплазмі, і він виробляє трохи енергії для клітини. Наступний крок виробництва енергії залежить від конкретного типу клітини та миттєвого середовища всередині клітини. Якщо рівень кисню низький, еукаріотичні клітини можуть повернутися назад при анаеробному клітинному диханні - конкретно, це процес, який називається ферментацією, який використовує продукти гліколізу для отримання трохи більше енергії та залишає сполуку, звану молочну кислоту. М'язові клітини людини роблять це, коли попит на енергію з м'язів перевищує швидкість, з якою приймається кисень. Коли в крові присутній достатній рівень кисню, люди та інші еукаріотичні організми використовують перевагу більшої кількості енергії, яку вони можуть отримати від використання продуктів. гліколізу до повного аеробного дихання в мітохондріях.

Амітохондріатні еукаріоти

Еукаріоти, які використовують кисень для оптимізації виробництва енергії, не змогли б вижити, якби їх мітохондрії були відібрані. Але є еукаріоти, у яких немає мітохондрій, які називаються амітохондріатними еукаріотами. Оскільки у них немає мітохондрій для повного аеробного дихання, всі амітохондріатні еукаріоти є анаеробними. Кишковий паразит лямблії Giardia, наприклад, є анаеробним і не має мітохондрій. Деякі інші амітохондріати - це Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum та Entamoeba histolytica. Є питання про походження цих організмів: чи втратили вони мітохондрії, які колись мали, чи це нащадки самих ранніх еукаріотів до злиття з мітохондріями? Запропоновано різні філогенетичні зв’язки між амітохондріатами та іншими еукаріот, але наразі не існує єдиного прийнятого пояснення.