Dział 3.5 - Mitochondria i plastydy. Teoria Endosymbiozy

Mitochondria odpowiadają za…

Procesy przetwarzania energii - uwalnianie energii ze związków organicznych w procesie oddychania tlenowego oraz za jej gromadzenie w ATP.

Im większe jest zapotrzebowanie energetyczne komórki…

tym większa liczba występujących w niej mitochondriów.

Rozmieszczenie mitochondriów nie jest przypadkowe ponieważ…

są one zlokalizowane tam, gdzie potrzeba najwięcej energii. Np w plemnikach mitochondria znajdują się u podstawy wici.

Budowa mitochondriów

Są oddzielone od cytozolu dwiema błonami, pomiędzy którymi znajduję się przestrzeń między błonowa (permitochondrialna). Wnętrze mitochondriów ograniczone błoną wewnętrzną wypełnia kolidalna substancja zwana matrix lub macierzą, w której znajdują się m.in. rybosomy i mitochondrialny DNA. Jednak większość białek mitochondrialnych jest kodowana w jądrze komórkowymi transportowana do mitochondriów.

Plastydy

Organelle typowe dla komórek roślin oraz niektórych protistów. Wyróżniamy plastydy barwne oraz bezbarwne. Wsszysstkie rodzaje plastydów mogą powstawać z form młodocianych - proplastydów, a także wskutek podziałów dojrzałych plastydów.

Funkcje wspólne plastydów

występowanie dwóch błon, obecność przestrzeni między błonowej i posiadanie własnego DNA i rybosomów

Plastydy barwne - rodzaje

Chloroplasty - wyst. komórki miękiszu liści i niezdrewniałych łodych roślin lądowych. Posiadają chlorofil (zielony barwnik) i karotenoidy (żółty i pomarańczowy barwnik). Funkcja to przeprowadzanie fotosyntezy.

Chromoplasty - wyst. komórki miękiszu kwiatów i owoców. posiadają karotenoidy. funkcje to przywabianie zwierząt zaplylających kwiaty lub uczestniczących w rozsiewaniu nasion.

Etioplasty - wyst. miękisz liści i łodyg u roślin, które wyrosły bez dostępu do światła. Zawierają karotenoid (tylko żółty), który pod wpływem światła przekształca się w chlorofil.

Plastydy bezbarwne - rodzaje

Proplastydy - wyst. komórki miękiszu wypełniającego ,m.i.n bulwy. funkcje - magazynują substancje zapasowe w postaci skrobi (amyloplasty) lub tłuszczów (elajoplasty)

Budowa chloroplastów

są oddzielone od cytozolu dwiema błonami, pomiędzy którymi znajduje się przestrzeń międzybłonowa.

Wnętrze chloroplastów jest wypełnione koloidalną substancją nazywaną stromą, w której znajdują się tylakoidy, rybosomy i chloroplastowy DNA - zwykle w postaci koliście zamkniętych cząsteczek. Chloroplastowy DNA koduje część białek i cząst. RNA potrzebnych chloroplastom do funkcjonowania. Większość białek chloorplastu jest kodowana w jądrze komórkowym.

Tylakoidy są błoniastymi strukturami, które mają postać płaskich woreczków lub kanalików. Powstają w wyniku wpuklenia się błony wewnętrznej do stromy, ale w dojrzałych chloroplastach nie są z nią połączone. W błonach tylakoidów znajdują się liczne białka oraz barwniki potrzebne do przeprowadzenia fotosyntezy.

Teoria endosymbiozy

Mitochondria i plastydy pochodzą od komórek prokariotycznych, które zostały wchłonięte na drodze fagocytozy przez inną komórkę ponad miliard lat temu. Nie uległy one strawieniu, lecz stały się najpierw symbiontami komórki gospodarza, a póżniej - organellami.

Świadczy to: obecnością kolistego DNA - który nie jest związany z białkami histonowymi,

obecność rybosomów o podobnej budowie do rybosomów prokariotycznych,

obecności dwóch błon otaczających organelle, które przypominają budową błony komórek prokariotcznych

oraz powstawanie nowych mitochondriów i plastydów wyłącznie przez podział już istniejących.

Organelle półautonomiczne

Mitochondria i plastydy są organellami półautonomicznymi, czyli częściowo niezależnymi od jądra komórkowego. Oznacza to, że część białek niezbędnych do ich funkcjonowania jest kodowana przez geny, które znajdują się w ich własnym DNA, ale pozostała część jest kodowana przez geny jądrowe. Białka kodowane przez geny organellowe są wytwarzane na rybosomach, które znajdują w matrix mitochondriów oraz w stromie plastydów. Z kolei białka kodowane przez geny jądrowe są wytwarzane na rybosomach, które znajdują się w cytozolu komórki, a następnie transportowane do odpowiednich organelli. Półautonomia mitochondriów i plastydów przejawia się również w ich podziałach, które są niezależne od podziałów jądra komórkowego.

Enzym błonowy - syntaza ATP

występuje zarówno w mitochondriach, gdzie bierze udział w oddychaniu tlenowym, jak i w chloroplastach, gdzie uczestniczy w fotosyntezie. Enzym ten składa się z wielu podjednostek, z których część jest kodowana przez geny jądrowe, a część przez geny mitochondrialne lub chloroplastowe.