See võrdlus uurib mitokondrite ja kloroplastide – eukarüootsete rakkude kahe peamise energiat muundava organelli – olulisi erinevusi ja sarnasusi. Kuigi mõlemal on oma DNA ja topeltmembraanid, täidavad nad bioloogilises süsinikuringes rakuhingamise ja fotosünteesi kaudu vastandlikke rolle.
Spetsialiseeritud organellid, mis vastutavad adenosiintrifosfaadi (ATP) tootmise eest peaaegu kõigis eukarüootsetes rakkudes rakulise hingamise kaudu.
Klorofülli sisaldavad organellid, mis püüavad fotosünteesi käigus kinni valgusenergiat suhkrute sünteesimiseks.
| Funktsioon | Mitokondrid | Kloroplast |
|---|---|---|
| Põhifunktsioon | ATP tootmine (rakuline hingamine) | Glükoosi süntees (fotosüntees) |
| Energia muundamine | Keemiline energia ATP-ks | Valgusenergia keemiliseks energiaks |
| Rakkude esinemine | Kõik aeroobsed eukarüootid | Ainult taimed ja vetikad |
| Sisemine struktuur | Kristae ja maatriks | Tülakoidid, grana ja stroom |
| Sisendnõuded | Hapnik ja glükoos | Süsinikdioksiid, vesi ja päikesevalgus |
| Kõrvalsaadused | Süsinikdioksiid ja vesi | Hapnik ja glükoos |
| Ainevahetusrada | Kataboolne (lagundab molekule) | Anaboolne (molekulide ehitamine) |
| pH-gradient | Membraanidevaheline ruum (happeline) | Tülakoidi valendik (happeline) |
Mitokondrid teostavad rakuhingamist, kataboolset protsessi, mis ammutab orgaanilistest molekulidest energiat ATP tootmiseks. Kloroplastid seevastu teostavad fotosünteesi, mis on anaboolne protsess, mis kasutab valgust anorgaaniliste molekulide kokkupanekuks energiarikkaks glükoosiks. Need kaks protsessi toimivad globaalses ökosüsteemis sisuliselt teineteise peegelpiltidena.
Kuigi mõlemal organellil on topeltmembraanisüsteem, erineb nende sisemine paigutus oluliselt, et see sobiks nende funktsioonidega. Mitokondrid kasutavad elektronide transpordiahelate pinna maksimeerimiseks tugevalt volditud sisemembraane, mida nimetatakse kristaatideks. Kloroplastid sisaldavad lisaks kolmandat membraanisüsteemi, mis koosneb lamedatest kotikestest, mida nimetatakse tülakoidideks ja kus toimuvad valgussõltuvad reaktsioonid.
Arvatakse, et mõlemad organellid on pärit iidsetest sümbiootilistest bakteritest endosümbioosi teel. Seda ühist ajalugu tõendab asjaolu, et mõlemal on oma ringikujuline DNA, ribosoomid ja võime tuumast sõltumatult paljuneda. Mitokondrid arenesid tõenäoliselt proteobakteritest, kloroplastid aga tsüanobakteritest.
Mitokondrites toimub Krebsi tsükkel tsentraalses maatriksis ja elektronide transpordiahel on sisemembraanis. Kloroplastide puhul toimuvad samaväärsed süsiniku sidumise reaktsioonid (Calvini tsükkel) vedeliku stroomas, samas kui valguse kogumise mehhanism asub tülakoidmembraanides.
Taimedel on mitokondrite asemel kloroplastid.
See on vale; taimedel on mõlemad organellid. Kuigi kloroplastid toodavad päikesevalgusest suhkrut, vajavad taimed siiski mitokondreid, et lagundada see suhkur rakulise tegevuse jaoks kasutatavaks ATP-ks.
Mitokondrid ja kloroplastid võivad ellu jääda ka väljaspool rakku.
Kuigi neil on oma DNA, on nad miljardite aastate jooksul kaotanud palju olulisi geene rakutuuma. Nüüd on nad poolautonoomsed ja sõltuvad enamiku valkude ja toitainete osas täielikult peremeesrakust.
Elektronide transpordiahelas osalevad ainult mitokondrid.
Mõlemad organellid kasutavad elektronide transpordiahelaid. Mitokondrid kasutavad neid oksüdatiivse fosforüülimise ajal, kloroplastid aga fotosünteesi valgussõltuvate reaktsioonide ajal ATP ja NADPH loomiseks.
Kloroplastid on ainsad pigmenteerunud organellid.
Kuigi kloroplastid on kõige kuulsamad, kuuluvad nad laiemasse plastiidide perekonda. Teised plastiidid, näiteks kromoplastid, annavad viljadele punase või kollase värvuse ning leukoplastid on värvitu ja talletavad tärklist.
Mitokondrid on universaalsed jõujaamad, mis varustavad peaaegu kõiki eluvorme rakkude tööks vajaliku energiaga, samas kui kloroplastid on spetsiaalsed päikesegeneraatorid, mida leidub ainult tootjates. Mitokondreid võib pidada mootoriks, mis põletab liikumiseks vajalikku kütust, ja kloroplaste tehaseks, mis seda kütust nullist toodab.
See võrdlus kirjeldab üksikasjalikult kahte peamist rakuhingamise rada, vastandades aeroobseid protsesse, mis vajavad maksimaalse energia saamiseks hapnikku, anaeroobsete protsessidega, mis toimuvad hapnikuvaeses keskkonnas. Nende ainevahetusstrateegiate mõistmine on ülioluline, et mõista, kuidas erinevad organismid – ja isegi erinevad inimese lihaskiud – bioloogilisi funktsioone toetavad.
See võrdlus selgitab seost antigeenide, võõrkehade olemasolust märku andvate molekulaarsete päästikute ja antikehade, immuunsüsteemi poolt nende neutraliseerimiseks toodetavate spetsiaalsete valkude vahel. Selle võtme-luku interaktsiooni mõistmine on ülioluline, et mõista, kuidas keha tuvastab ohte ja loob pikaajalise immuunsuse kokkupuute või vaktsineerimise kaudu.
See võrdlus kirjeldab arterite ja veenide struktuurilisi ja funktsionaalseid erinevusi, mis on inimese vereringesüsteemi kaks peamist kanalit. Kui arterid on loodud südamest eemale voolava kõrge rõhu all oleva hapnikuga rikastatud vere käitlemiseks, siis veenid on spetsialiseerunud hapnikuga rikastatud vere tagasijuhtimisele madala rõhu all ühesuunaliste ventiilide süsteemi abil.
See põhjalik võrdlus uurib bioloogilisi erinevusi aseksuaalse ja sugulise paljunemise vahel. See analüüsib, kuidas organismid paljunevad kloonimise ja geneetilise rekombinatsiooni teel, uurides kompromisse kiire populatsiooni kasvu ja geneetilise mitmekesisuse evolutsiooniliste eeliste vahel muutuvas keskkonnas.
See võrdlus uurib autotroofide (mis toodavad ise toitaineid anorgaanilistest allikatest) ja heterotroofide (mis peavad energia saamiseks tarbima teisi organisme) vahelist põhilist bioloogilist erinevust. Nende rollide mõistmine on oluline, et mõista, kuidas energia voolab läbi globaalsete ökosüsteemide ja säilitab elu Maal.
