Հիմնական նյութ
Կենսաբանություն
Դասընթաց․ (Կենսաբանություն) > Բաժին 8
Դաս 3: Ճամփորդություն կորիզավոր բջջումՄիտոքոնդրիումներ և քլորոպլաստներ
Միտոքոնդրիումների ու քլորոպլաստների կառուցվածքը և գործառույթները։ Էնդոսիմբիոզ։
Հիմնական դրույթներ
- Միտոքոնդրիումները բջջի «ուժային կայաններն» են, որոնք ճեղքում են վառելանյութի մոլեկուլները և արտադրում են էներգիա բջջային շնչառության ընթացքում:
- Քլորոպլաստները հայտնաբերվում են բույսերում և ջրիմուռներում: Նրանք պատասխանատու են լուսասինթեզի ընթացքում շաքարներ ստեղծելու նպատակով լուսային էներգիա կլանելու համար:
- Հավանական է, որ միտոքոնդրիումներն ու քլորոպլաստները նախկինում եղել են բակտերիաներ, որոնք կլանվել են ավելի մեծ բջիջների կողմից (Էնդոսիմբիոզի տեսություն)։
Ներածություն
Արդեն գիտես, որ քո մարմինը կազմված է բջիջներից (տրիլիոնավոր բջիջներից): Հնարավոր է նաև՝ գիտես, որ սնունդ, օրինակ՝ բանջարեղեն ուտելու պատճառը ինչ-որ բաներ անելու, օրինակ՝ սպորտով զբաղվելու, սովորելու, քայլելու և նույնիսկ շնչելու համար էներգիա ունենալն է:
Բայց իրականում ի՞նչ է տեղի ունենում քո մարմնում բրոկոլիի մեջ պահեստավորված սննդային էներգիան այնպիսի ձևի փոխակերպելու համար, որ քո մարմինը կարողանա այն օգտագործել: Եվ ինչպե՞ս է էներգիան հայտնվում ու պահեստավորվում բրոկոլիի մեջ:
Այս հարցերի պատասխանները սերտորեն կապված են երկու կարևոր օրգանոիդների՝ միտոքոնդրիումների ու քլորոպլաստների հետ:
- Քլորոպլաստներն օրգանոիդներ են, որոնք հայտնաբերվել են բրոկոլիի, ինչպես նաև մյուս բույսերի ու ջրիմուռների բջիջներում: Դրանք կլանում են լույսի էներգիան և պահեստավորում բույսի հյուսվածքներում վառելիքային մոլեկուլների տեսքով:
- Միտոքոնդրիումները հայտնաբերվում են քո, ինչպես նաև բույսերի բջիջներում: Դրանք բրոկոլիի (կամ այլ վառելիքային մոլեկուլների) մոլեկուլներում պահեստավորված էներգիան փոխակերպում են այնպես, որ բջիջը կարողանա այն օգտագործել:
Եկ ավելի մանրամասն դիտարկենք այս երկու շատ կարևոր օրգանոիդները:
Քլորոպլաստ
Քլորոպլաստներ հայտնաբերվում են միայն բույսերում և լուսասինթեզող ջրիմուռներում (մարդիկ և մյուս կենդանիները չունեն քլորոպլաստներ): Քլորոպլաստի աշխատանքը լուսասինթեզ կոչվող գործընթացն իրականացնելն է:
Լուսասինթեզի ընթացքում լույսի էներգիան հավաքվում և օգտագործվում է ածխածնի երկօքսիդից շաքարներ ստեղծելու համար: Լուսասինթեզի ընթացքում արտադրված շաքարները կարող են օգտագործվել բուսական բջջի կողմից կամ սպառվել բույսերով սնվող կենդանիների կողմից, ինչպիսին է մարդը: Այդ շաքարներում պարունակվող էներգիան կուտակվում է բջջային շնչառություն կոչվող մի գործընթացում, որը տեղի է ունենում բուսական ու կենդանական բջիջների միտոքոնդրիումներում:
Քլորոպլաստները սկավառակաձև օրգանոիդներ են, որոնք հայտնաբերվում են բջջի ցիտոպլազմայում: Դրանք ունեն արտաքին և ներքին թաղանթներ, որոնց արանքում կա միջթաղանթային տարածություն: Եթե հատես թաղանթի երկու շերտը և հասնես կենտրոնի տարածությանը, կտեսնես, որ այն պարունակում է թաղանթային սկավառակներ, որոնք հայտնի են թիլակոիդներ անունով: Դրանք շարված են իրար միացած կույտերով, որոնց անվանում են գրաններ (եզակի՝ գրան):
Թիլակոիդի թաղանթը պարունակում է լուսահավաք համակարգեր, որոնք ներառում են քլորոֆիլ՝ գունանյութը, որով էլ պայմանավորված է բույսի կանաչ գույնը: Թիլակոիդները սնամեջ են, և սկավառակի ներսի տարածությունը կոչվում է թիլակոիդի տարածություն կամ լուսանցք, իսկ թիլակոիդներին շրջապատող հեղուկը կոչվում է ստրոմա:
Քլորոպլաստների, քլորոֆիլի և լուսասինթեզի մասին կարող ես իմանալ ավելին լուսասինթեզ բաժնում:
Միտոքոնդրիում
Միտոքոնդրիումներին (եզակի՝ միտոքոնդրիում) երբեմն անվանում են բջջի ուժային կայաններ կամ էներգիայի գործարաններ: Դրանց աշխատանքը ադենոզին եռֆոսֆատի (ԱԵՖ)՝ բջջում էներգիա կրող գլխավոր մոլեկուլի հաստատուն քանակություն մատակարարելն է: Վառելանյութից, օրինակ՝ շաքարներից, քիմիական էներգիա օգտագործելով ԱԵՖ սինթեզելու գործընթացը կոչվում է բջջային շնչառություն, որի փուլերի մեծ մասն իրականանում է միտոքոնդրիումի ներսում:
Միտոքոնդրիումները կախված են բջջի դոնդողանման ցիտոպլազմայում: Դրանք ձվաձև են և ունեն երկու թաղանթ. արտաքինը, որը շրջապատում է ամբողջ օրգանոիդը, և ներքինը՝ բազմաթիվ ներփքումներով, որոնք կոչվում են կրիստաներ: Կրիստաները մեծացնում են մակերևույթի մակերեսը:
Որոշ ժամանակ կրիստաները համարվում էին լայնարձակ, ալիքավոր ծալքեր, բայց ինչպես քննարկվում է միտոքոնդրիումի մասին տեսանյութում, այժմ համարվում է, որ դրանք ավելի նման են երկար խոռոչներիstart superscript, 1, end superscript: Սա միտոքոնդրիումի երկայնակի կտրվածքի եռաչափ պատկերն է:
Երկու թաղանթների միջև եղած տարածությունը կոչվում է միջթաղանթային տարածություն, և կառուցվածքը, որը շրջապատված է ներքին թաղանթով, կոչվում է միտոքոնդրիումի մատրիքս: Մատրիքսը պարունակում է միտոքոնդրիումային ԴՆԹ և ռիբոսոմներ: Մենք կխոսենք այն մասին, թե միտոքոնդրիումներն (ու քլորոպլաստները) ինչու ունեն իրենց սեփական ԴՆԹ-ն ու ռիբոսոմները:
Միտոքոնդրիումի՝ բազմաթիվ կառույցներից բաղկացած լինելը կարող է բարդ թվալ: Դա ճիշտ է, բայց պարզվում է, որ այն շատ օգտակար է բջջային շնչառության համար, որպեսզի ռեակցիաներն առանձնացվեն, և տարբեր «սենյակներում» մոլեկուլների տարբեր կոնցենտրացիաներ լինեն:
Չնայած նրան, որ միտոքոնդրիումները հայտնաբերվել են մարդու բջիջների մեծամասնության մեջ (ինչպես նաև այլ բույսերի ու կենդանիների բջիջներում), դրանց քանակությունը փոփոխվում է՝ կախված բջջի գործառույթից և էներգիայի կարիքներից: Օրինակ՝ մկանային բջիջները մեծ քանակությամբ էներգիայի կարիք ունեն և մեծաքանակ միտոքոնդրիումներ են պարունակում, մինչդեռ էրիթրոցիտները, որոնք մասնագիտացած են թթվածնի փոխադրման մեջ, ընդհանրապես չունեն միտոքոնդրիումներcubed:
Որտեղի՞ց են առաջացել այս օրգանոիդները
Ե՛վ միտոքոնդրիումները, և՛ քլորոպլաստներն ունեն իրենց սեփական ԴՆԹ-ն ու ռիբոսոմները: Ինչու՞ է այս օրգանոիդներին ԴՆԹ և ռիբոսոմներ անհրաժշետ, եթե ԴՆԹ կա բջջակորիզում, իսկ ռիբոսոմներ՝ ցիտոպլազմայում:
Որպես այս խճանկարի պատասխան մատնացույց է արվում էնդոսիմբիոզը:
Սիմբիոզը փոխհարաբերություն է, որի դեպքում երկու՝ տարբեր տեսակների պատկանող օրգանիզմներն ապրում են մոտ, իրարից կախված փոխհարաբերությամբ: Էնդոսիմբիոզը (էնդո- = «ներսում») սիմբիոզի յուրահատուկ տեսակ է, որի դեպքում մի օրգանիիզմն ապրում է մյուսի ներսում:
Բակտերիաները, միտոքոնդրիումները և քլորոպլաստները նման են չափերով: Բակտերիաները նույնպես ունեն ԴՆԹ ու ռիբոսոմներ, որոնք նման են միտոքոնդրիումներում և քլորոպլաստներում եղածներինstart superscript, 4, end superscript: Սրա և այլ վկայությունների վրա հիմնվելով՝ գիտնականները կարծում են, որ տեր բջիջներն ու բակտերիաները վաղուց են էնդոսիմբիոտիկ հարաբերություններ հաստատել, երբ առանձին բջիջները կլանել են աերոբ (թթվածին օգտագործող) և լուսասինթեզող բակտերիաներ, բայց չեն ոչնչացրել դրանց: Էվոլյուցիայի միլիոնավոր տարիների ընթացքում աերոբ բակտերիաները վերածվել են միտոքոնդրիումների, իսկ լուսասինթեզող բակտերիաները՝ քլորոպլաստների:
Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։
Առայժմ հրապարակումներ չկան։