Zawartość
Biolodzy dzielą całe życie na Ziemi na trzy domeny: bakterie, archeony i eukaria. Zarówno bakterie, jak i archeony składają się z pojedynczych komórek, które nie mają jądra ani wewnętrznych organelli związanych z błoną. Eukaria to wszystkie organizmy, których komórki zawierają jądro i inne organelle związane z błoną wewnętrzną. Eukarionty są również znane z posiadania wyspecjalizowanych organelli zwanych mitochondriami. Mitochondria są tak powszechną cechą większości eukariontów, że wiele osób przeoczyło te kilka eukariontów, które nie mają mitochondriów.
Co to są Eukarionty?
Pojedyncza komórka eukariotyczna składa się z żelopodobnej wodnej cytoplazmy, w której globularna błona jądrowa utrzymuje DNA, a przedziały związane z błoną oddzielają inne obszary robocze komórki. Prawie wszystkie eukarionty zawierają organelle zwane mitochondriami. Mitochondria zawierają własne DNA i wykorzystują własne mechanizmy syntezy białek - całkowicie niezależne od mechanizmów reszty komórki. Przyjmuje się pogląd, że bakteria zaatakowała archaean wiele setek milionów lat temu. Związek ewoluował w symbiotyczny. Bakterie są obecnie znane jako mitochondria, a połączenie ewoluowało w większość znanych organizmów eukariotycznych.
Funkcja mitochondriów
Mitochondria są głównymi miejscami wytwarzania energii w większości komórek eukariotycznych. Są krytyczne dla procesu zwanego tlenowym oddychaniem komórkowym. Oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki dzielą cząsteczki organiczne i magazynują energię, którą wydobywają, w cząsteczkach zwanych trifosforanem adenozyny lub ATP. Można to zrobić bez tlenu, w którym to przypadku nazywa się to oddychaniem beztlenowym. Ale jeśli obecny jest tlen, większość komórek eukariotycznych i niektóre komórki prokariotyczne mogą generować o wiele więcej cząsteczek ATP, stosując proces tlenowego oddychania komórkowego. U eukariontów proces ten zachodzi w mitochondriach. U tlenowych prokariotów proces ten zachodzi na błonie komórkowej.
Energia z glukozy
Wiele komórek eukariotycznych czerpie większość swojej energii z glukozy. Pierwszym krokiem jest podzielenie glukozy na dwie równe części. Ten etap nazywa się glikolizą. Glikoliza zachodzi w cytoplazmie i wytwarza trochę energii dla komórki. Kolejny etap produkcji energii zależy od konkretnego rodzaju ogniwa i chwilowego otoczenia wewnątrz ogniwa. Jeśli poziom tlenu jest niski, komórki eukariotyczne mogą wrócić do beztlenowego oddychania komórkowego - w szczególności proces zwany fermentacją, który wykorzystuje produkty glikolizy do wytworzenia nieco więcej energii i pozostawia związek zwany kwasem mlekowym. Ludzkie komórki mięśniowe robią to, gdy zapotrzebowanie na energię z mięśni przewyższa tempo pobierania tlenu. Gdy obecne są wystarczające poziomy tlenu, ludzie i inne organizmy eukariotyczne korzystają z większej ilości energii, jaką mogą uzyskać dzięki stosowaniu produktów glikolizy w celu pełnego oddychania tlenowego w mitochondriach.
Amitochondriate Eukaryotes
Eukarionty wykorzystujące tlen do optymalizacji produkcji energii nie przetrwałyby, gdyby zabrano ich mitochondria. Są jednak eukarionty, które nie mają mitochondriów, zwane eukariotami amitochondriatami. Ponieważ nie mają mitochondriów do pełnego oddychania tlenowego, wszystkie eukarionty amitochondrialne są beztlenowe. Na przykład pasożyt jelitowy Giardia lamblia jest beztlenowy i nie ma mitochondriów. Niektóre inne amitochondriaty to Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum i Entamoeba histolytica. Jest pewne pytanie dotyczące pochodzenia tych organizmów: czy utracili mitochondria, które kiedyś mieli, czy też są potomkami najwcześniejszych eukariontów sprzed fuzji z mitochondriami? Zaproponowano odmienne relacje filogenetyczne między amitochondriatami i innymi eukariotami, ale obecnie nie ma jednego akceptowanego wyjaśnienia.