Негізгі бет
Course: Жоғарғы сынып биологиясы > Unit 2
Lesson 5: Прокариоттар және эукариоттарМитохондриялар және хлоропласттар
Митохондриялар мен хлоропласттардың құрылысы мен қызметі. Эндосимбиоз.
Негізгі ұғымдар:
- Митохондриялар бұл жасушаның отын молекулаларын ыдырататын және жасушалық тыныс алу кезінде энергияны жинайтын "энергетикалық стансасы".
- Хлоропласттар өсімдіктер мен балдырларда кездеседі. Олар жарық энергиясын қолданып, фотосинтез үдерісінде қант жасауға жауапты.
- Митохондриялар мен хлоропласттар бастапқыда бөлек бактерия түрінде тіршілік етіп, кейіннен үлкенірек жасушаларға қосылған деген пікір бар (эндосимбионтикалық теория).
Кіріспе
Сіздің денеңіз (триллиондаған) жасушалардан тұратындығын білесіз. Сондай-ақ, спортпен шұғылдану, сабақ оқу, серуендеу, тіпті тыныс алуға да қажетті күш-қуатқа ие болу үшін көкөністер сияқты тағамдармен қоректену керек екенін білесіз.
Брокколиде сақталған тамақ энергиясын сіздің денеңіздің қолдана алатын түріне айналдыру үшін сіздің денеңізде нақты қандай процесстер болады? Жалпы, брокколиде энергия қалай сақталады?
Бұл сұрақтардың жауаптары митохондрия және хлоропластар сияқты екі маңызды органоидтарға тікелей қатысы бар.
- Хлоропластар - бұл брокколи және басқа да өсімдіктер мен балдырлар жасушаларында кездесетін органоидтар. Олар жарық қуатын жинап, оны өсімдік ұлпаларында отын молекулалары ретінде сақтайды.
- Митохондриялар өсімдік жасушаларымен қатар сіздің жасушаларыңыздың ішінде де кездеседі. Олар брокколи молекулаларында (немесе басқа отын молекулаларында) жинақталған энергияны жасуша қолдана алатын түрге айналдырады.
Осы екі өте маңызды органоидтарды егжей-тегжейлі қарастырайық.
Хлоропласттар
Хлоропластар тек өсімдіктер мен фотосинтетикалық балдырларда кездеседі. (Адамдар мен басқа жануарларда хлоропластар болмайды.) Хлоропласттың міндеті - фотосинтез деп аталатын үдерісті жүзеге асыру.
Фотосинтезде жарық энергиясы жиналып, көмірқышқыл газынан қант түзуге жұмсалады. Фотосинтез нәтижесінде пайда болған қанттарды өсімдік жасушасы қолдануы мүмкін немесе өсімдіктермен қоректенетін жануарлар, мысалы, адамдар тұтынуы мүмкін. Бұл қанттардың құрамындағы энергия өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының митохондрияларында өтетін жасушалық тыныс алу үдерісі кезінде жиналады.
Хлоропластар - бұл жасуша цитозолында кездесетін диск тәрізді органеллалар. Олардың сыртқы және ішкі жарғағы бар, жарғақтар арасында мембранаралық кеңістік бар. Егер сіз мембрананың екі қабатынан өтіп, хлоропласттың орталығына жетсеңіз, тилакоидтар атты мембраналық дискілер бар екенін анықтайсыз, олар грана (жекеше гранум) деп аталатын бір-бірімен байланыстырылған қатпарлар түзеді.
Тилакоид дисктерінің мембранасында жарық жинайтын кешендер бар, олардың құрамына өсімдіктерге жасыл түс беретін пигмент хлорофилл кіреді. Тилакоидтық дискілер қуыс, ал диск ішіндегі кеңістік тилакоидты кеңістік немесе люмен деп аталады, ал тилакоидтарды қоршап тұрған сұйықтық строма деп аталады.
Фотосинтез бөлімінен хлоропласттар, хлорофилл және фотосинтез туралы көбірек біле аласыз.
Митохондрия
Митохондриялар (жекеше митохондрия) көбінесе қуат беру стансалары немесе жасушаның энергетикалық зауыттары деп аталады. Олардың міндеті - жасушадағы негізгі қуат тасымалдаушы молекула - аденозинтрифосфаттың (АТФ) тұрақты қорымен қамтамасыз ету. Қант сияқты отындардан алынатын химиялық қуатты пайдаланып АТФ өндіру үдерісі жасушалық тыныс алу деп аталады және оның көптеген қадамдары митохондрия ішінде жүреді.
Митохондриялар жасушаның іркілдек цитозолында кездеседі. Олар сопақша пішінді және екі мембранадан тұрады: бүкіл органоидтарды қоршап тұрған сыртқы мембрана және мембраналардың беткі ауданын ұлғайтатын, кристалар деп аталатын шығыңқы жерлері бар ішкі мембрана.
Бұрын кристаны кең, толқынды қатпарлар деп ойлаған, бірақ Сальдың митохондрия жайлы видеосында талқылағандай, қазіргі уақытта олар ұзын үңгірлерге ұқсайды деп саналады. Міне, митохондрияның 3D үлгіcі:
Мембраналар арасындағы кеңістік мембранааралық кеңістік деп аталады, ал ішкі мембранамен қоршалған бөлімді митохондриялық матрица деп атайды. Матрицада митохондриялық ДНҚ және рибосомалар болады. Неліктен митохондриялардың (және хлоропласттардың) өздерінің ДНҚ-сы мен рибосомалары бар екендігі туралы қысқаша айтатын боламыз.
Митохондрияның көп компонентті құрылымы бізге күрделі болып көрінуі мүмкін. Бұл рас, алайда жасушаның тыныс алу процесі кезінде реакциялардың бөлек жүруіне және әр түрлі "бөлмелерде" молекулалардың әр түрлі концентрациясын сақтауға мүмкіндік беру үшін өте қолайлы.
Митохондриялар адамның (сонымен қатар басқа жануарлар мен өсімдіктердің) әртүрлі жасушаларының көпшілігінде кездескенімен, олардың саны жасушаның қызметіне және оның энергия қажеттілігіне байланысты өзгеріп отырады. Мысалы, бұлшықет жасушаларында әдетте энергияның қажеттілігі жоғары, сондықтан митохондрия саны көп, ал оттегі тасымалдауға мамандандырылған қызыл қан жасушаларында митохондрия мүлдем жоқ.
Бұл органеллалар қайдан пайда болды?
Митохондрияларда да, хлоропластарда да өздерінің ДНҚ-сы мен рибосомалары бар. Неліктен жасушаның ядросында ДНҚ, ал цитозолда рибосомалар болса да, бұл органеллаларға ДНҚ мен рибосомалар қажет?
Эндосимбиоз теориясының сенімді дәлелдері жұмбаққа жауап бере алады.
Симбиоз - бұл екі бөлек түрге жататын ағзалар жақын, бір-біріне тәуелді жағдайда өмір сүретін қатынас. Эндосимбиоз (эндо- = "ішінде") - бір организм екіншісінің ішінде өмір сүретін симбиоздың белгілі бір түрі.
Бактериялар, митохондриялар және хлоропластар көлемдері жағынан ұқсас. Бактериялардың, митохондриялардың және хлоропластардың ДНҚ мен рибосомалары ұқсас.
Талқылауға қосылғыңыз келе ме?
Әзірге посттар жоқ.