Hovedforskel - Chloroplast vs Mitochondria

Chloroplast og mitokondrier er to organeller, der findes i cellen. Kloroplasten er en membranbundet organel, der kun findes i alger og planteceller. Mitokondrier findes i svampe, planter og dyr som eukaryote celler. Det hovedforskel mellem kloroplast og mitokondrier er deres funktioner; kloroplaster er ansvarlige for produktion af sukker ved hjælp af sollys i en proces kaldet fotosyntese, mens mitokondrier er cellens kraftcentre, der nedbryder sukker for at fange energi i en proces kaldet cellulær respiration.

Denne artikel ser på,

1. Hvad er Chloroplast - Struktur og funktion 2. Hvad er mitokondrier - Struktur og funktion 3. Hvad er forskellen mellem Chloroplast og Mitochondria

Hvad er Chloroplast

Kloroplaster er en type plastider, der findes i alger og planteceller. De indeholder klorofylpigmenter for at udføre fotosyntese. Chloroplast består af deres eget DNA. Kloroplastens vigtigste funktion er produktionen af ​​organiske molekyler, glucose fra CO₂ og H.₂O ved hjælp af sollys.

Struktur

Kloroplaster identificeres som linseformede, grønne farvepigmenter i planter. De er 3-10 µm i diameter, og deres tykkelse er omkring 1-3 µm. Planteceller behandler 10-100 chloroplast pr. Celle. Forskellige former for kloroplasten findes i alger. Algecellen indeholder en enkelt kloroplast, der kan have en net-, kop- eller båndlignende spiral i form.

Figur 1: Kloroplaststruktur i planter

Tre membransystemer kan identificeres i en kloroplast. De er ydre kloroplastmembran, indre kloroplastmembran og thylakoider.

Udvendig kloroplastmembran

Kloroplastens ydre membran er semiporøs, så små molekyler let kan diffundere. Men store proteiner kan ikke diffundere. Derfor transporteres proteiner, der kræves af chloroplasten, fra cytoplasmaet af TOC -kompleks i den ydre membran.

Indvendig kloroplastmembran

Den indre kloroplastmembran opretholder et konstant miljø i stroma ved at regulere stoffers passage. Efter at proteiner er passeret gennem TOC -komplekset, transporteres de gennem TIC -kompleks i den indre membran. Stromuler er fremspringene af chloroplastmembranerne ind i cytoplasmaet.

Chloroplast stroma er væsken omgivet af to membraner i chloroplasten. Thylakoider, chloroplast -DNA, ribosomer, stivelsesgranulat og mange proteiner flyder rundt i stroma. Ribosomer i chloroplaster er 70S og ansvarlige for translationen af ​​proteiner, der kodes af chloroplast -DNA'et. Chloroplast -DNA betegnes ctDNA eller cpDNA. Det er et enkelt cirkulært DNA placeret i nukleoiden i kloroplasten. Størrelsen af ​​chloroplast-DNA'et er omkring 120-170 kb, der indeholder 4-150 gener og inverterede gentagelser. Chloroplast-DNA replikeres gennem dobbeltforskydningsenheden (D-loop). Det meste af chloroplast -DNA overføres til værtsgenomet ved endosymbiotisk genoverførsel. Et spaltbart transitpeptid tilsættes til N-terminalen til proteiner, der oversættes i cytoplasmaet som et målretningssystem for chloroplasten.

Thylakoids

Thylakoid -systemet består af thylakoider, som er en samling af stærkt dynamiske, membranøse sække. Thylakoider består af klorofyl a, et blågrønt pigment, der er ansvarlig for lysreaktionen i fotosyntesen. Ud over klorofyl kan to typer fotosyntetiske pigmenter være til stede i planter: gul-orange farve carotenoider og røde farve phycobiliner. Grana er de stakke, der dannes ved arrangementet af thylakoider sammen. Forskellige grana er forbundet med stromale thylakoider. Kloroplaster af C₄ planter og nogle alger består af frit svævende kloroplaster.

Fungere

Kloroplaster findes i blade, kaktusser og plantestængler. En plantecelle bestående af klorofyl omtales som chlorenchym. Kloroplaster kan ændre deres retning afhængigt af tilgængeligheden af ​​sollys. Kloroplaster er i stand til at producere glucose ved hjælp af CO₂ og H.₂O ved hjælp af lysenergi i en proces kaldet fotosyntese. Fotosyntesen foregår gennem to trin: lys reaktion og den mørke reaktion.

Lysreaktion

Lysreaktionen sker i thylakoidmembranen. Under lysreaktionen dannes ilt ved spaltning af vand. Lysenergien lagres også i NADPH og ATP af NADP⁺ henholdsvis reduktion og fotofosforylering. Således er de to energibærere til den mørke reaktion ATP og NADPH. Et detaljeret diagram over lysreaktionen er vist i figur 2.

Figur 2: Lysreaktion

Mørk reaktion

Den mørke reaktion kaldes også Calvin -cyklussen. Det forekommer i kloroplastens stroma. Calvin -cyklus forløber gennem tre faser: carbonfiksering, reduktion og ribulosegenerering. Slutproduktet i Calvin-cyklussen er glyceraldehyd-3-phosphat, som kan fordobles for at danne glucose eller fructose.

Figur 3: Calvin Cycle

Kloroplaster er også i stand til selv at producere alle aminosyrer og nitrogenholdige baser i cellen. Dette eliminerer kravet om at eksportere dem fra cytosolen. Kloroplaster deltager også i plantens immunrespons til forsvaret mod patogener.

Hvad er mitokondrier

En mitokondrion er en membranbundet organel, der findes i alle eukaryote celler. Cellens kemiske energikilde, som er ATP, genereres i mitokondrierne. Mitokondrier indeholder også deres eget DNA inde i organellen.

Struktur

En mitokondrion er en bønnelignende struktur med en diameter på 0,75 til 3 µm. Antallet af mitokondrier til stede i en bestemt celle afhænger af celletype, væv og organisme. Fem forskellige komponenter kan identificeres i den mitokondrielle struktur. Strukturen af ​​en mitokondrion er vist i figur 4.

Figur 4: Mitochondrion

En mitokondrion består af to membraner - indre og ydre membran.

Ydre mitokondriemembran

Den ydre mitokondrielle membran indeholder et stort antal integrerede membranproteiner kaldet poriner. Translocase er et ydre membranprotein. Translocase-bundet N-terminal signalsekvens af store proteiner tillader proteinet at komme ind i mitokondrier. Sammenslutningen af ​​mitokondrie ydre membran med endoplasmatisk retikulum danner en struktur kaldet MAM (mitokondrieassocieret ER-membran). MAM tillader transport af lipider mellem mitokondrier og ER via calciumsignalering.

Indre mitokondriemembran

Den indre mitokondrielle membran består af mere end 151 forskellige proteintyper, der fungerer på mange måder. Det mangler poriner; typen af ​​translokase i den indre membran kaldes som TIC -kompleks. Intermembranrummet er placeret mellem indre og ydre mitokondrielle membraner.

Rummet omsluttet af de to mitokondrielle membraner kaldes matrixen. Mitokondrielt DNA og ribosomer med talrige enzymer suspenderes i matricen. Mitokondrielt DNA er et cirkulært molekyle. Størrelsen af ​​DNA'et er omkring 16 kb, der koder for 37 gener. Mitokondrier kan indeholde 2-10 kopier af dets DNA i organellen. Den indre mitokondrielle membran danner folder i matricen, som kaldes cristae. Cristae øger overfladearealet af den indre membran.

Fungere

Mitokondrier producerer kemisk energi i form af ATP til brug i cellulære funktioner i processen kaldet respiration. De reaktioner, der er involveret i åndedrættet, kaldes samlet for citronsyrecyklus eller Krebs -cyklus. Citronsyrecyklussen forekommer i mitokondriernes indre membran. Det oxiderer pyruvat og NADH produceret i cytosolen fra glucose ved hjælp af ilt.

Figur 5: Citronsyrecyklus

NADH og FADH₂ er bærerne af redoxenergi genereret i citronsyrecyklussen. NADH og FADH₂ overføre deres energi til O₂ ved at gå igennem elektrontransportkæden. Denne proces kaldes den oxidative phosphorylering. Protoner frigivet fra den oxidative phosphorylering bruges af ATP -syntase til at producere ATP fra ADP. Et diagram over elektrontransportkæden er vist i figur 6. De producerede ATP'er passerer gennem membranen ved hjælp af poriner.

Figur 6: Elektrontransportkæde

Funktioner af mitokondrie indre membran

Andre funktioner i mitokondrier

Forskellen mellem kloroplast og mitokondrier

Type celle

Kloroplast: Kloroplaster findes i plante- og algeceller.

Mitokondrier: Mitokondrier findes i alle aerobe eukaryote celler.

Farve

Kloroplast: Kloroplaster er grønne.

Mitokondrier: Mitokondrier er normalt farveløse.

Form

Kloroplast: Kloroplaster har en disklignende form.

Mitokondrier: Mitokondrier er bønnelignende i formen.

Indre membran

Kloroplast: Foldninger i den indre membran danner stromler.

Mitokondrier: Foldninger i den indre membran danner cristae.

Grana

Chloroplast: Thylakoider danner stakke af diske, der kaldes grana.

Mitokondrier: Cristae danner ikke grana.

Rum

Kloroplast: To rum kan identificeres: thylakoids og stroma.

Mitokondrier: To rum kan findes: cristae og matrixen.

Pigmenter

Kloroplast: Klorofyl og carotenoider er til stede som fotosyntetiske pigmenter i thylakoidmembranen.

Mitokondrier: Der kan ikke findes pigmenter i mitokondrier.

Energikonvertering

Kloroplast: Chloroplast lagrer solenergi i de kemiske bindinger af glukose.

Mitokondrier: Mitokondrier konverterer sukker til kemisk energi, som er ATP.

Råvarer og slutprodukter

Kloroplast: Kloroplaster bruger CO₂ og H.₂O for at opbygge glukose.

Mitokondrier: Mitokondrier nedbryder glukose til CO₂ og H.₂O.

Ilt

Kloroplast: Kloroplaster frigiver ilt.

Mitokondrier: Mitokondrier forbruger ilt.

Processer

Kloroplast: Fotosyntese og fotorespiration forekommer i kloroplasten.

Mitokondrier: Mitokondrier er et sted for elektrontransportkæde, oxidativ phosphorylering, beta -oxidation og fotorespiration.

Konklusion

Kloroplaster og mitokondrier er begge membranbundne organeller, der er involveret i energiomdannelse. Chloroplast lagrer lysenergi i de kemiske bindinger af glukose i processen kaldet fotosyntese. Mitokondrier konverterer lysenergien, der er lagret i glukose, til kemisk energi i form af ATP, der kan bruges i de cellulære processer. Denne proces kaldes cellulær respiration. Begge organeller udnytter CO₂ og O.₂ i deres processer. Både kloroplaster og mitokondrier involverer celledifferentiering, signalering og celledød bortset fra deres hovedfunktion. De styrer også cellevækst og cellecyklus. Begge organeller betragtes som stammer fra endosymbiose. De indeholder deres eget DNA. Men den største forskel mellem kloroplaster og mitokondrier er med deres funktion i cellen.

Reference: 1. “Chloroplast”. Wikipedia, den gratis encyklopædi, 2017. Adgang 02. februar 2017 2. “Mitochondrion”. Wikipedia, den gratis encyklopædi, 2017. Adgang 02. februar 2017

Billede høflighed: 1. "Chloroplast-struktur" Af Kelvinsong-Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Thylakoid membran 3" Af Somepics-Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia 3. ": Calvin-cycle4 ”Af Mike Jones-Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 4.“ Mitochondrion structure ”Af Kelvinsong; ændret af Sowlos-Eget arbejde baseret på: Mitochondrion mini.svg, CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 5. "Citronsyrecyklus noi" Af Narayanese (diskussion)-Modificeret version af billede: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikipedia 6. "Elektrontransportkæde" Af T-Fork-(Public Domain) via Commons Wikimedia