R1-18 Mitochondria i plastydy. Teoria endosymbiozy.

 


1. Organellum półautonomiczne

Organelle nie w pełni zależne od jądra komórkowego, jednak ma ono na nie pewien wpływ.
  • namnażają się niezależnie od podziałów komórkowych, jednak zgodnie z zapotrzebowaniem komórki
  • wytwarzają własne białka, ale część ich genów leży w jądrze komórkowym

2. Mitochondrium

  • CENTRUM ENERGETYCZNE KOMÓRKI
  • organellum
  • otoczone dwiema błonami
  • ma własne DNA (mtDNA) i rybosomy (70S)
  • funkcja: synteza ATP (przenośnika energii) w procesie oddychania tlenowego

3. Budowa mitochondrium

  • podwójna błona
    • błona zewnętrzna
      • gładka
      • przypominająca inne błony w komórce
    • błona wewnętrzna
      • silnie pofałdowana (im silniej, tym intensywniej może zachodzić łańcuch oddechowy - ostatni etap oddychania tlenowego)
      • tworzy grzebienie mitochondrialne
      • słabo przepuszczalna - silna regulacja transportu przez błonę
    • przestrzeń międzybłonowa - zaangażowana w oddychanie tlenowe
  • matrix (macierz mitochondrialna)
    • koloid ("płyn") wypełniający mitochondrium
    • miejsce zachodzenia m.in. cyklu Krebsa
  • rybosomy (70S)
    • przypominają rybosomy bakteryjne
    • synteza białek dla mitochondrium
  • mtDNA (mitochondrialny DNA)
    • kolisty
    • przypomina DNA bakterii
    • geny głównie związane z oddychaniem tlenowym


4. Plastydy



Tabela Plastydów
nazwa funkcja
proplastydy prekursor innych plastydów. Niewyspecjalizowane plastydy.
etioplasty plastydy w komórkach niemających dostępu do światła. Zawierają prekursoru chlorofilu.
chromoplasty magazynowanie i syntetyzowanie barwników (karotenoidów) np. w barwnych kwiatach.
chloroplasty przeprowadzanie fotosyntezy. Zawierają chlorofile.
leukoplasty przechowywanie materiałów zapasowych. Wyróżniamy trzy główne rodzaje leukoplastów:
amyloplasty magazynowanie skrobi
elajoplasty magazynowanie tłuszczu
proteinoplasty magazynowanie białek


5. Chloroplast

  • FOTOSYNTEZA
  • organellum
  • otoczone dwiema błonami
  • ma własne DNA (cpDNA) i rybosomy (70S)
  • funkcja: produkcja PGAL (2x PGAL = glukoza) przy użyciu energii słonecznej, czyli przeprowadzanie fotosyntezy

6. Budowa chloroplastu

  • podwójna błona
    • błona zewnętrzna
      • gładka
      • przypominająca inne błony w komórce
      • duża przepuszczalność
    • błona wewnętrzna
      • słabo przepuszczalna - silna regulacja transportu przez błonę
      • tworzy liczne"woreczki" - tylakoidy (lamelle)
        • tylakoidy stromy (intergrana)
          • pojedyncze pęcherzyki łączące grana
          • baaaaardzo długie (nawet na cały chloroplast)
        • tylakoidy gran
          • spłaszczone pęcherzyki
          • ułożone w stosy (grana)
        • lumen - wnętrze tylakoidu
    • przestrzeń międzybłonowa - zaangażowana w oddychanie tlenowe
  • stroma
    • koloid ("płyn") wypełniający chloroplast
    • miejsce zachodzenia m.in. cyklu Calvina
  • rybosomy (70S)
    • przypominają rybosomy bakteryjne
    • synteza białek dla chloroplastu
  • cpDNA (chloroplastowy DNA)
    • kolisty
    • przypomina DNA bakterii
    • geny głównie związane z fotosyntezą
  • skrobia
    • skrobia nie jest dostarczana do chloroplastów - ona tam powstaje
    • produkt fotosyntezy (PGAL) jest przekształcany do glukozy, ale ta jest substancją osmotycznie czynną, więc by nie zaburzyła równowagi osmotycznej komórki, cząsteczki glukozy łączymy w skrobię.





7. Teoria endosymbiozy

Uznaje się, że mitochondria i chloroplasty pochodzą od bakterii, które zostały kiedyś wchłonięte przez jedną z "pra-komórek", ale zamiast je strawić, rozpoczęła z nimi współpracę.

ENDO - do środka

ENDOSYMBIOZA

Specyficzny rodzaj symbiozy, w którym komórki jednego organizmu żyją wewnątrz komórek lub tkanek drugiego.

Historia mitochondrium:

Jesteś sobie bakterią przeprowadzającą oddychanie tlenowe.
Z oddychania tlenowego jest dużo ATP, więc masz dużo energii i cieszysz się życiem.
Co chwilę coś chce ciebie zjeść - nie fajnie :-(
Jakaś wielka komórka pochłonęła ciebie i myślisz "To już koniec... Żegnaj okrutny świecie!"
Ale...
Zamiast ciebie strawić, ta wielka komórka idzie z tobą na układ - ona ciebie chroni przed innymi dużymi komórkami, a ty dzielisz się z nią wyprodukowanym ATP.
Mijają tysiące lat i w międzyczasie część twoich genów trafiła do jądra dużej komórki - nie ma problemu i tak razem tu żyjecie.
Nie jesteś już osobnym organizmem i nie dasz rady przeżyć poza tą dużą komórką - ale po co? Jeszcze coś by chciało ciebie zjeść...

Historia chloroplastu:

Jesteś sobie bakterią przeprowadzającą fotosyntezę.
Dzięki fotosyntezie jesteś samowystarczalną fabryką jedzonka (PGAL).
Nie musisz polować. Żyjesz wygrzewaniem się na słoneczku.
Co chwilę coś chce ciebie zjeść - nie fajnie :-(
Jakaś wielka komórka pochłonęła ciebie, a ty przecież boisz się ciemności!
Ale...
Zamiast ciebie strawić, ta wielka komórka idzie z tobą na układ - ona ciebie chroni przed innymi dużymi komórkami, a ty dzielisz się z nią produktami fotosyntezy (jedzonkiem, które produkujesz).
Twój "nowy dom" to przodek roślin, który ma też mitochondria. Ty dasz początek chloroplastom. 


Argumenty za teorią endosymbiozy

  • rybosomy mitochondriów i chloroplastów przypominają rybosomy bakteryjne (70S), a nie eukariotyczne (80S)
  • DNA mitochondriów i chloroplastów mają wielkość i budowę zbliżoną do bakteryjnych
  • DNA mitochondriów i chloroplastów jest kolisty (jak u bakterii), a nie liniowy (jak u eukariontów)
  • nowe mitochondria i chloroplasty powstają jedynie przez podział istniejących.
  • mitochondria i chloroplasty dzielą się niezależnie od podziału komórkowego
  • ich wielkość jest zbliżona do wielkości bakterii
  • obserwujemy endosymbiozę też współcześnie u protistów
  • u glaukocystofitów (najstarsza linia rozwojowa roślin) w chloroplastach znajdujemy mureinę, która normalnie buduje ściany komórkowe bakterii

Komentarze