میتوکندری و کلروپلاست
میتوکندری و کلروپلاست اندامکهای دوغشایی هستند که انرژی سلولها را تأمین میکنند و انرژی حاصل از غذا یا نور خورشید را در سراسر غشاهای داخلی خود به انرژی شیمیایی قابل استفاده تبدیل میکنند.
Definition
میتوکندری اندامکهایی هستند که از طریق تنفس سلولی ATP تولید میکنند، در حالی که کلروپلاستها اندامکهای گیاهی و جلبکی هستند که انرژی نور را در فتوسنتز جذب میکنند؛ هر دو توسط غشاهای دوگانه احاطه شدهاند و از باکتریهای درونهمزیست نشأت گرفتهاند.
Scope
این موضوع ساختار میتوکندری و کلروپلاست، نقش آنها در تنفس سلولی و فتوسنتز، جفتشدگی شیمیواسمزی که سنتز ATP را هدایت میکند، و منشأ درونهمزیستی آنها را که در ژنومهای خود و ماشینآلات نوع باکتریاییشان منعکس شده است، پوشش میدهد.
Core questions
- چگونه شیمیواسموز انتقال الکترون را به سنتز ATP جفت میکند؟
- چرا میتوکندری و کلروپلاستها دارای غشاهای دوگانه و DNA مخصوص به خود هستند؟
- ساختارهای این اندامکها چگونه از نقشهای تبدیل انرژی خود حمایت میکنند؟
- چه شواهدی از منشأ درونهمزیستی این اندامکها حمایت میکند؟
Key theories
- نظریه شیمیواسموز
- انتقال الکترون، پروتونها را در سراسر یک غشاء پمپ میکند تا یک گرادیان الکتروشیمیایی ایجاد کند، و انرژی ذخیره شده در آن گرادیان، ATP سنتاز را برای ساخت ATP به حرکت در میآورد.
- نظریه درونهمزیستی
- میتوکندری و کلروپلاستها به عنوان باکتریهای آزادزی که توسط یک سلول میزبان اجدادی بلعیده شدند، منشأ گرفتند، که این امر غشاهای دوگانه، DNA حلقوی و ریبوزومهای نوع باکتریایی آنها را توضیح میدهد.
Mechanisms
در میتوکندری، الکترونهای حاصل از تجزیه مواد مغذی در طول یک زنجیره تنفسی در غشای داخلی حرکت میکنند و پروتونها را به فضای بین غشایی پمپ میکنند؛ جریان بازگشتی پروتونها از طریق ATP سنتاز، تولید ATP را هدایت میکند. در کلروپلاستها، انتقال الکترون ناشی از نور در غشاهای تیلاکوئید یک گرادیان پروتونی مشابه ایجاد میکند که سنتز ATP را تأمین میکند، در حالی که انرژی جذب شده دیاکسید کربن را تثبیت میکند. هر دو اندامک ژنومهای کوچکی را حفظ میکنند و به طور مستقل تقسیم میشوند، که با اجداد درونهمزیست آنها سازگار است.
Clinical relevance
این اندامکها در بیوانرژتیک مرکزی هستند و توضیح میدهند که چگونه سلولها انرژی را به دست آورده و ذخیره میکنند، و زیستشناسی سلولی را به متابولیسم و تکامل یوکاریوتها پیوند میدهند. درمان در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
فرضیه شیمیواسمزی میچل در اوایل دهه 1960، که در ابتدا بحثبرانگیز بود، به توضیح پذیرفتهشدهای برای چگونگی تولید ATP توسط تنفس و فتوسنتز تبدیل شد؛ مارگولیس شواهد مربوط به منشأ درونهمزیستی این اندامکها را احیا و سازماندهی کرد، و مطالعات ساختاری ATP سنتاز توسط بویر و واکر جزئیات موتور مولکولی را شرح دادند.
Key figures
- Peter Mitchell
- Lynn Margulis
- Paul Boyer
- John Walker
Related topics
Seminal works
- mitchell1961
- margulis1970
Frequently asked questions
- شیمیواسموز چیست؟
- شیمیواسموز استفاده از یک گرادیان پروتونی در سراسر یک غشاء است که توسط انتقال الکترون ساخته شده است، تا آنزیم ATP سنتاز را به حرکت درآورد و ATP تولید کند.
- چرا میتوکندری و کلروپلاستها شبیه باکتریها هستند؟
- آنها از باکتریهای آزادزی نشأت گرفتهاند که توسط یک سلول اجدادی جذب شدند، بنابراین ویژگیهای باکتریایی مانند ژنوم حلقوی، ریبوزومهای خود و یک غشای دوگانه را حفظ میکنند.