Razlika med kloroplastom in mitohondriji - Razlika Med

Razlika med kloroplastom in mitohondriji

Glavna razlika - kloroplast vs mitohondrije

Kloroplast in mitohondriji sta dve organeli, najdeni v celici. Kloroplast je membransko vezan organelel, ki ga najdemo samo v algah in rastlinskih celicah. Mitohondrije najdemo v glivah, rastlinah in živalskih eukariotskih celicah. The glavna razlika med kloroplastom in mitohondriji so njihove funkcije; kloroplasti so odgovorni za proizvodnjo sladkorjev s pomočjo sončne svetlobe v procesu, imenovanem fotosinteza, medtem ko so mitohondriji moči celice, ki razgrajujejo sladkor, da bi zajeli energijo v procesu, imenovanem celično dihanje.

Ta članek prikazuje,

1. Kaj je kloroplast
      - Struktura in funkcija
2. Kaj je Mitohondriji
      - Struktura in funkcija
3. Kakšna je razlika med kloroplastom in mitohondriji


Kaj je kloroplast

Kloroplasti so vrsta plastidov, najdenih v celicah alg in rastlin. Vsebujejo pigmente iz klorofila, da lahko izvedejo fotosintezo. Kloroplast je sestavljen iz lastne DNA. Glavna funkcija kloroplasta je proizvodnja organskih molekul, glukoze iz CO2 in H2O s pomočjo sončne svetlobe.

Struktura

Kloroplasti so označeni kot pigmenti zelenih barv v rastlinah. V premeru so 3-10 µm, njihova debelina pa je okrog 1-3 µm. Rastlinske celice obdelajo 10-100 kloroplasta na celico. Različne oblike kloroplasta najdemo v algah. Celica alg vsebuje en sam kloroplast, ki je lahko spiralo v obliki mreže, skodelice ali traku.


Slika 1: Struktura kloroplasta v rastlinah

V kloroplastu lahko identificiramo tri sisteme membran. To so zunanja kloroplastna membrana, notranja kloroplastna membrana in tilakoidi.

Zunanja Chloroplast Membrane

Zunanja membrana kloroplasta je pol-porozna, kar omogoča majhnim molekulam, da se enostavno razpršijo. Toda velike beljakovine se ne morejo razširiti. Zato se beljakovine, ki jih zahteva kloroplast, transportirajo iz citoplazme s kompleksom TOC v zunanji membrani.

Notranja membrana kloroplasta

Notranja kloroplastna membrana ohranja stalno okolje v stromi z uravnavanjem prehoda snovi. Po prehodu proteinov skozi kompleks TOC se prenašajo skozi kompleks TIC v notranji membrani. Stromule so izbokline kloroplastnih membran v citoplazmo.

Stroma kloroplasta je tekočina, obdana z dvema membranama kloroplasta. V stromi plavajo tilakoidi, kloroplastna DNA, ribosomi, zrnca škroba in veliko beljakovin. Ribosomi v kloroplastih so 70S in so odgovorni za translacijo proteinov, ki jih kodira DNA kloroplasta. Kloroplastna DNA se imenuje ctDNA ali cpDNA. To je ena krožna DNK, ki se nahaja v nukleodu v kloroplastu. Velikost kloroplastne DNA je okoli 120-170 kb, ki vsebuje 4-150 genov in obrnjenih ponovitev. Kloroplastna DNK se replicira preko enote za dvojno premikanje (D-zanko). Večina kloroplastne DNA se prenese v genom gostitelja s prenosom endosimbiotičnih genov. Na N-konec dodamo prehodni peptid, ki ga je mogoče odcepiti, na proteine, ki so prevedeni v citoplazmi kot ciljni sistem za kloroplast.

Thylakoids

Tilakoidni sistem je sestavljen iz tilakoidov, ki so zbirka visoko dinamičnih, membranskih vreč. Tilakoidi so sestavljeni iz klorofila amodro-zeleni pigment, ki je odgovoren za svetlobno reakcijo v fotosintezi. Poleg klorofilov so lahko v rastlinah prisotne dve vrsti fotosintetskih pigmentov: karotenoidi rumeno-oranžne barve in fikobilini rdeče barve. Grana so kupi, ki jih tvorijo skupaj tilakoidi. Različne grane so med seboj povezane s stromalnimi tilakoidi. Kloroplasti C4 rastline in nekatere alge sestavljajo prosto plavajoče kloroplasti.

Funkcija

Kloroplasti lahko najdemo v listih, kaktusih in steblih rastlin. Rastlinska celica, ki sestoji iz klorofila, se imenuje klorencim. Kloroplasti lahko spremenijo svojo orientacijo glede na razpoložljivost sončne svetlobe. Kloroplasti so sposobni proizvajati glukozo z uporabo CO2 in H2O s pomočjo svetlobne energije v procesu, ki se imenuje fotosinteza. Fotosinteza poteka v dveh korakih: svetlobna reakcija in temna reakcija.

Reakcija svetlobe

Svetlobna reakcija se pojavi v tilakoidni membrani. Med svetlobno reakcijo nastane kisik z delitvijo vode. Energijo svetlobe hrani tudi NADPH in ATP+ zmanjšanje in fotofosforilacija. Tako sta dva nosilca energije za temno reakcijo ATP in NADPH. Podroben diagram svetlobne reakcije je prikazan v slika 2.


Slika 2: Svetlobna reakcija

Temna reakcija

Temno reakcijo imenujemo tudi Calvinov cikel. Pojavi se v stromi kloroplasta. Calvinov cikel poteka skozi tri faze: fiksacijo ogljika, redukcijo in regeneracijo ribuloze. Končni produkt Calvinovega cikla je gliceraldehid-3-fosfat, ki ga lahko podvojimo in oblikujemo glukozo ali fruktozo.


Slika 3: Calvinov cikel

Kloroplasti lahko sami proizvajajo vse aminokisline in dušikove baze celice. To odpravlja zahtevo po izvozu iz citosola. Kloroplasti sodelujejo tudi pri imunskem odzivu rastline za obrambo pred patogeni.

Kaj so mitohondriji

Mitohondrija je organela, vezana na membrano, ki se nahaja v vseh evkariontskih celicah. Kemični vir energije celice, ki je ATP, nastane v mitohondrijih. Mitohondriji vsebujejo tudi lastno DNA znotraj organelov.

Struktura

Mitohondrija je struktura, podobna fižolu, s premerom od 0,75 do 3 µm. Število mitohondrijev, ki so prisotne v določeni celici, je odvisno od tipa celice, tkiva in organizma. V strukturi mitohondrija je mogoče prepoznati pet različnih komponent. Struktura mitohondrije je prikazana na sliki 4.


Slika 4: Mitohondrije

Mitohondrije sestavljajo dve membrani - notranja in zunanja membrana.

Zunanja mitohondrijska membrana

Zunanja mitohondrijska membrana vsebuje veliko število celičnih membranskih proteinov, imenovanih porini. Translokaza je protein zunanje membrane. Translokazno vezana N-terminalna signalna sekvenca velikih proteinov omogoča, da beljakovina vstopi v mitohondrije. Povezanost mitohondrijske zunanje membrane z endoplazmatskim retikulom tvori strukturo, imenovano MAM (ER-membrana, povezana z mitohondriji). MAM omogoča transport lipidov med mitohondriji in ER skozi signalizacijo kalcija.

Notranja mitohondrijska membrana

Notranja mitohondrijska membrana je sestavljena iz več kot 151 različnih vrst beljakovin, ki delujejo na več načinov. Primanjkuje porins; vrsta translokaze v notranji membrani se imenuje kompleks TIC. Medmembranski prostor se nahaja med notranjo in zunanjo mitohondrijsko membrano.

Prostor, ki ga obdajajo dve mitohondrijski membrani, se imenuje matrika. Mitohondrijska DNA in ribosomi s številnimi encimi so suspendirani v matriksu. Mitohondrijska DNA je krožna molekula. Velikost DNA je okoli 16 kb, kar kodira 37 genov. Mitohondriji lahko vsebujejo od 2 do 10 kopij njegove DNA v organelu. Notranja mitohondrijska membrana oblikuje gubice v matriksu, ki se imenujejo cristae. Cristae povečajo površino notranje membrane.

Funkcija

Mitohondri proizvajajo kemično energijo v obliki ATP, ki se uporablja v celičnih funkcijah v procesu, imenovanem dihanje. Reakcije, povezane z dihanjem, se skupaj imenujejo ciklus citronske kisline ali Krebsov cikel. Ciklus citronske kisline se pojavlja v notranji membrani mitohondrijev. Oksidira piruvat in NADH, proizveden v citosolu, iz glukoze s pomočjo kisika.


Slika 5: Ciklus citronske kisline

NADH in FADH2 so nosilci redoks energije, proizvedene v ciklu citronske kisline. NADH in FADH2 prenesejo svojo energijo na O2 skozi transportno verigo elektronov. Ta proces se imenuje oksidativna fosforilacija. Protone, sproščene iz oksidativne fosforilacije, uporablja ATP sintaza za proizvodnjo ATP iz ADP. Diagram prenosne verige elektronov je prikazan v slika 6. Proizvedeni ATP prehajajo skozi membrano z uporabo porinov.


Slika 6: Elektronska transportna veriga

Funkcije mitohondrijske notranje membrane

  • Izvajanje oksidativne fosforilacije
  • Sinteza ATP
  • Vzdrževanje transportnih beljakovin za uravnavanje prehoda snovi
  • Vodenje kompleksa TIC za prevoz
  • Vpleten v mitohondrijsko fisijo in fuzijo

Druge funkcije mitohondrijev

  • Regulacija metabolizma v celici
  • Sinteza steroidov
  • Shranjevanje kalcija za prenos signala v celici
  • Membranska regulacija
  • Reaktivne vrste kisika, ki se uporabljajo pri signalizaciji
  • Sinteza porfirina v poti sinteze hema
  • Hormonska signalizacija
  • Regulacija apoptoze

Razlika med kloroplastom in mitohondriji

Vrsta celice

Kloroplast: Kloroplasti najdemo v rastlinskih celicah in celicah alg.

Mitohondriji: Mitohondrije najdemo v vseh aerobnih evkariontskih celicah.

Barva

Kloroplast: Kloroplasti so zelene barve.

Mitohondriji: Mitohondrije so ponavadi brezbarvne.

Oblika

Kloroplast: Kloroplasti so v obliki diska.

Mitohondriji: Mitohondrije so v obliki fižola.

Notranja membrana

Kloroplast: Zloženke v notranji membrani tvorijo strome.

Mitohondriji: Zvitki v notranji membrani tvorijo kristale.

Grana

Kloroplast: Tilakoidi tvorijo kup diskov, ki se imenujejo grana.

Mitohondriji: Cristae ne tvorijo grane.

Oddelki

Kloroplast: Identificira se lahko dva oddelka: tilakoidi in stroma.

Mitohondriji: Najdemo dva oddelka: cristae in matriko.

Pigmenti

Kloroplast: Klorofil in karotenoidi so prisotni kot fotosintezni pigmenti v tilakoidni membrani.

Mitohondriji: V mitohondrijih ni pigmentov.

Pretvorba energije

Kloroplast: Chloroplast shranjuje sončno energijo v kemičnih vezavah glukoze.

Mitohondriji: Mitohondrije pretvorijo sladkor v kemijsko energijo, ki je ATP.

Surovine in končni izdelki

Kloroplast: Kloroplasti uporabljajo CO2 in H2O, da bi ustvarili glukozo.

Mitohondriji: Mitohondrije razgradijo glukozo v CO2 in H2O.

Kisik

Kloroplast: Kloroplasti sproščajo kisik.

Mitohondriji: Mitohondriji uživajo kisik.

Procesi

Kloroplast: V kloroplastu se pojavita fotosinteza in fotosinteza.

Mitohondriji: Mitohondriji so mesto transportne verige elektronov, oksidativne fosforilacije, beta oksidacije in fotorespiracije.

Zaključek

Oba kloroplasta in mitohondrije sta membransko vezani organeli, ki sodelujeta pri pretvorbi energije. Chloroplast shrani svetlobno energijo v kemičnih vezavah glukoze v procesu, imenovanem fotosinteza. Mitohondrije pretvarjajo svetlobno energijo, shranjeno v glukozi, v kemijsko energijo v obliki ATP, ki se lahko uporablja v celičnih procesih. Ta proces se imenuje celično dihanje. Oba organela uporabljata CO2 in O2 njihovem procesu. Oba kloroplasta in mitohondrije vključujeta celično diferenciacijo, signalizacijo in celično smrt, razen njihove glavne funkcije. Prav tako nadzorujejo rast celic in celični cikel. Obe organeli štejejo kot izvira iz endosimbioze. Vsebujejo lastno DNK. Vendar pa je glavna razlika med kloroplasti in mitohondriji njihova funkcija v celici.

Sklic:
1.