Indhold
Biologer opdeler alt liv på Jorden i tre domæner: bakterier, archaea og eukarya. Bakterier og archaea består begge af enkelte celler, der ikke har nogen kerne og ingen indre membranbundne organeller. Eukarya er alle organismer, hvis celler indeholder en kerne og andre indre membranbundne organeller. Eukaryoter er også kendt for at have en specialiseret organel kaldet mitokondrier. Mitochondria er sådan et fælles træk ved de fleste eukaryoter, at mange mennesker overser de få eukaryoter, der mangler mitokondrier.
Hvad er eukaryoter?
En enkelt eukaryot celle består af en gellignende vandig cytoplasma, i hvilken en kugleformet nukleær membran holder DNA'et, og membranbundne rum adskiller andre arbejdsområder af cellen. Næsten alle eukaryoter indeholder en organel kaldet mitochondrion. Mitochondria indeholder deres eget DNA og bruger deres eget proteinsyntesemaskineri - helt uafhængigt af maskinerne i resten af cellen. Det accepterede synspunkt er, at en bakterie invaderede en arkæisk for mange hundrede millioner af år siden. Forholdet udviklede sig til et symbiotisk. Bakterierne er nu kendt som mitokondrier, og kombinationen udviklede sig til de fleste af de kendte eukaryote organismer.
Funktionen af Mitochondria
Mitochondria er de primære energegenererende steder i de fleste eukaryote celler. De er kritiske for en proces, der kaldes aerob cellulær respiration. Cellulær respiration er en proces, hvor celler opdeler organiske molekyler og lagrer energien, de ekstraherer i molekyler kaldet adenosintriphosphat eller ATP. Dette kan gøres uden ilt, i hvilket tilfælde det kaldes anaerob respiration. Men hvis der er ilt, kan de fleste eukaryote celler og nogle prokaryote celler generere mange flere ATP-molekyler ved hjælp af processen med aerob cellulær respiration. I eukaryoter foregår denne proces inden for mitokondrierne. I aerobe prokaryoter finder denne proces sted ved cellemembranen.
Energi fra glukose
Mange eukaryote celler får størstedelen af deres energi fra glukose. Det første trin er at opdele glukose i to lige store dele. Dette trin kaldes glykolyse. Glykolyse forekommer i cytoplasmaet, og den genererer lidt energi til cellen. Det næste trin i energiproduktion afhænger af den specifikke type celle og det øjeblikkelige miljø inde i cellen. Hvis iltniveauer er lave, kan eukaryote celler falde tilbage ved anaerob cellulær respiration - specifikt en proces kaldet gæring, der bruger glycolyseprodukterne til at producere lidt mere energi og efterlader en forbindelse kaldet mælkesyre. Humane muskelceller gør dette, når efterspørgslen efter energi fra muskler overgår hastigheden, hvormed ilt indtages. Når der er tilstrækkelige iltniveauer til stede, drager mennesker og andre eukaryote organismer fordel af den større mængde energi, de kan få ved at bruge produkterne. af glykolyse for at fuldføre aerob respiration i mitokondrierne.
Amitokondriat eukaryoter
Eukaryoter, der bruger ilt til at optimere deres energiproduktion, kunne ikke overleve, hvis deres mitokondrier blev taget væk. Men der er eukaryoter, der ikke har nogen mitokondrier, kaldet amitochondriate eukaryoter. Da de ikke har nogen mitokondrier til at gennemføre aerob respiration, er alle amitochondriate eukaryoter anaerobe. Tarmparasit Giardia lamblia er for eksempel anaerob og har ingen mitokondrier. Nogle andre amitochondriater er Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum og Entamoeba histolytica. Der er noget spørgsmål, der vedrører oprindelsen af disse organismer: mistede de mitokondrierne, de engang havde, eller er de efterkommere af de tidligste eukaryoter fra før fusionen med mitokondrier? Forskellige fylogenetiske forhold mellem amitochondriater og andre eukaryoter er blevet foreslået, men der er ikke en enkelt accepteret forklaring på dette tidspunkt.