Съдържание
- Какво представляват еукариотите?
- Функцията на митохондриите
- Енергия от глюкоза
- Амитохондриални еукариоти
Биолозите разделят целия живот на Земята на три области: бактерии, археи и еукария. И бактериите и археите се състоят от единични клетки, които нямат ядро и няма органели, свързани с мембрана. Еукария са всички организми, чиито клетки съдържат ядро и други органели, свързани с вътрешната мембрана. Еукариотите са известни и с това, че имат специализирана органела, наречена митохондрии. Митохондриите са толкова честа характеристика на повечето еукариоти, че много хора пренебрегват онези няколко еукариота, на които липсва митохондриите.
Какво представляват еукариотите?
Единична еукариотна клетка се състои от гелоподобна водна цитоплазма, в която кълбовидна ядрена мембрана държи ДНК, а отделенията, свързани с мембраната, разделят други работни зони на клетката. Почти всички еукариоти съдържат органела, наречена митохондрион. Митохондриите съдържат собствена ДНК и използват собствена машина за синтез на протеин - напълно независима от машината на останалата част от клетката. Приетото мнение е, че бактерия е нахлула в археан преди много стотици милиони години. Връзката еволюира в симбиотична. Сега бактериите са известни като митохондрии и комбинацията еволюира в повечето от познатите еукариотни организми.
Функцията на митохондриите
Митохондриите са основните места, генериращи енергия в повечето еукариотни клетки. Те са критични за процес, наречен аеробно клетъчно дишане. Клетъчното дишане е процес, при който клетките разделят органичните молекули и съхраняват енергията, която извличат в молекули, наречени аденозин трифосфат, или АТФ. Това може да стане без кислород, в този случай неговото наречено анаеробно дишане. Но ако присъства кислород, повечето еукариотни клетки и някои прокариотни клетки могат да генерират много повече ATP молекули, използвайки процеса на аеробно клетъчно дишане. При еукариотите този процес протича в митохондриите. При аеробните прокариоти този процес протича на клетъчната мембрана.
Енергия от глюкоза
Много еукариотни клетки получават по-голямата част от своята енергия от глюкоза. Първата стъпка е разделянето на глюкозата на две равни части. Тази стъпка се нарича гликолиза. Гликолизата се появява в цитоплазмата и тя генерира малко енергия за клетката. Следващата стъпка в производството на енергия зависи от конкретния тип клетка и моменталната среда в клетката. Ако нивата на кислород са ниски, еукариотните клетки могат да паднат обратно при анаеробно клетъчно дишане - по-специално процес, наречен ферментация, който използва продуктите на гликолизата, за да произведе малко повече енергия и оставя съединение, наречено млечна киселина. Човешките мускулни клетки правят това, когато потреблението на енергия от мускулите надвишава скоростта на приемане на кислород. Когато има достатъчно нива на кислород, хората и други еукариотни организми се възползват от по-голямото количество енергия, което могат да получат от използването на продуктите на гликолиза до пълно аеробно дишане в митохондриите.
Амитохондриални еукариоти
Еукариотите, които използват кислород за оптимизиране на производството на енергия, не биха могли да оцелеят, ако митохондриите им бъдат отнети. Но има еукариоти, които нямат митохондрии, наречени амитохондриални еукариоти. Тъй като нямат митохондрии, които да завършат аеробно дишане, всички амитохондриални еукариоти са анаеробни. Чревният паразит Giardia lamblia например е анаеробен и няма митохондрии. Някои други амитохондриати са Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum и Entamoeba histolytica. Има някакъв въпрос относно произхода на тези организми: загубили ли са митохондриите, които някога са имали, или са потомци на най-ранните еукариоти преди сливането с митохондриите? Предложени са различни филогенетични връзки между амитохондриатите и други еукариоти, но към момента няма едно-единствено прието обяснение.