Šajā salīdzinājumā tiek pētītas būtiskās atšķirības un līdzības starp mitohondrijiem un hloroplastiem — diviem galvenajiem enerģiju pārveidojošajiem organelliem eikariotu šūnās. Lai gan abiem ir sava DNS un dubultās membrānas, tie bioloģiskajā oglekļa ciklā pilda pretējas lomas, izmantojot šūnu elpošanu un fotosintēzi.
Specializētās organellas, kas gandrīz visās eikariotu šūnās ir atbildīgas par adenozīna trifosfāta (ATF) ražošanu, izmantojot šūnu elpošanu.
Hlorofilu saturošas organellas, kas fotosintēzes procesā uztver gaismas enerģiju, lai sintezētu cukurus.
| Funkcija | Mitohondriji | Hloroplasts |
|---|---|---|
| Primārā funkcija | ATP ražošana (šūnu elpošana) | Glikozes sintēze (fotosintēze) |
| Enerģijas pārveidošana | Ķīmiskā enerģija ATP iegūšanai | Gaismas enerģija ķīmiskajā enerģijā |
| Šūnu sastopamība | Visi aerobie eikarioti | Tikai augi un aļģes |
| Iekšējā struktūra | Kristāli un matrica | Tilakoīdi, grana un stroma |
| Ievades prasības | Skābeklis un glikoze | Oglekļa dioksīds, ūdens un saules gaisma |
| Blakusprodukti | Oglekļa dioksīds un ūdens | Skābeklis un glikoze |
| Metabolisma ceļš | Katabolisks (sadala molekulas) | Anabolisks (veido molekulas) |
| pH gradients | Starpmembrānu telpa (skāba) | Tilakoīda lūmens (skābs) |
Mitohondriji veic šūnu elpošanu — katabolisku procesu, kas no organiskajām molekulām iegūst enerģiju, lai ražotu ATP. Turpretī hloroplasti veic fotosintēzi — anabolisku procesu, kas izmanto gaismu, lai neorganiskās molekulas apvienotu enerģiju saturošā glikozē. Šie divi procesi būtībā darbojas kā viens otra spoguļattēli globālajā ekosistēmā.
Lai gan abām organellām ir dubultmembrānu sistēma, to iekšējais izkārtojums ievērojami atšķiras atbilstoši to funkcijām. Mitohondriji izmanto ļoti salocītas iekšējās membrānas, ko sauc par kristām, lai palielinātu elektronu transporta ķēžu virsmas laukumu. Hloroplasti satur papildu trešo membrānu sistēmu, kas sastāv no saplacinātiem maisiņiem, ko sauc par tilakoidiem, kur notiek gaismas atkarīgas reakcijas.
Tiek uzskatīts, ka abas organellas ir cēlušās no senām simbiotiskām baktērijām endosimbiozes ceļā. Šo kopīgo vēsturi apliecina fakts, ka abām ir sava cirkulārā DNS, ribosomas un spēja replicēties neatkarīgi no kodola. Mitohondriji, visticamāk, ir attīstījušies no proteobaktērijām, savukārt hloroplasti ir cēlušies no zilaļģēm.
Mitohondrijos Krebsa cikls notiek centrālajā matricā, un elektronu transporta ķēde ir iestrādāta iekšējā membrānā. Hloroplastos līdzvērtīgas oglekļa piesaistes reakcijas (Kalvina cikls) notiek šķidruma stromā, savukārt gaismas savākšanas mehānisms atrodas tilakoidālajās membrānās.
Augiem mitohondriju vietā ir hloroplasti.
Tas ir nepareizi; augiem piemīt abas organellas. Lai gan hloroplasti no saules gaismas rada cukuru, augiem joprojām ir nepieciešami mitohondriji, lai sadalītu šo cukuru izmantojamā ATP šūnu aktivitātēm.
Hloroplasti un mitohondriji var izdzīvot ārpus šūnas.
Lai gan tiem ir sava DNS, miljardiem gadu laikā tie ir zaudējuši daudzus svarīgus gēnus, pārnesot tos uz šūnas kodolu. Tagad tie ir daļēji autonomi un pilnībā atkarīgi no saimniekšūnas lielākās daļas olbaltumvielu un barības vielu ziņā.
Elektronu transporta ķēdē ir iesaistīti tikai mitohondriji.
Abas organellas izmanto elektronu transporta ķēdes. Mitohondriji tās izmanto oksidatīvās fosforilēšanas laikā, savukārt hloroplasti tās izmanto gaismas atkarīgo fotosintēzes reakciju laikā, lai radītu ATP un NADPH.
Hloroplasti ir vienīgās pigmentētās organellas.
Lai gan hloroplasti ir vispazīstamākie, tie pieder plašākai plastīdu saimei. Citi plastīdi, piemēram, hromoplasti, piešķir augļiem sarkanu vai dzeltenu krāsu, un leikoplasti ir bezkrāsaini un uzglabā cieti.
Mitohondriji ir universālas spēkstacijas, kas nodrošina enerģiju šūnu darbam gandrīz visās dzīvības formās, savukārt hloroplasti ir specializēti saules ģeneratori, kas atrodami tikai ražotājos. Mitohondrijus var uzskatīt par dzinēju, kas sadedzina degvielu kustībai, un hloroplastus par rūpnīcu, kas šo degvielu ražo no nulles.
Šajā salīdzinājumā ir detalizēti aprakstīti divi galvenie šūnu elpošanas ceļi, pretstatot aerobos procesus, kuriem maksimālai enerģijas ieguvei nepieciešams skābeklis, ar anaerobos procesiem, kas notiek skābekļa trūkuma vidē. Šo vielmaiņas stratēģiju izpratne ir ļoti svarīga, lai izprastu, kā dažādi organismi — un pat dažādas cilvēka muskuļu šķiedras — nodrošina bioloģiskās funkcijas.
Šis salīdzinājums noskaidro saistību starp antigēniem — molekulāriem ierosinātājiem, kas signalizē par svešķermeņu klātbūtni, — un antivielām — specializētām olbaltumvielām, ko imūnsistēma ražo, lai tos neitralizētu. Šīs atslēgas un atslēgas mijiedarbības izpratne ir būtiska, lai izprastu, kā organisms atpazīst draudus un veido ilgtermiņa imunitāti, pakļaujoties tiem vai vakcinējoties.
Šajā salīdzinājumā tiek pētītas apputeksnēšanas un apaugļošanās atšķirīgās bioloģiskās lomas augu reprodukcijā. Lai gan apputeksnēšana ietver ziedputekšņu fizisku pārnesi starp reproduktīvajiem orgāniem, apaugļošanās ir sekojošs šūnu notikums, kurā ģenētiskais materiāls saplūst, radot jaunu organismu, iezīmējot divus būtiskus, tomēr atsevišķus posmus auga dzīves ciklā.
Šajā salīdzinājumā ir detalizēti aprakstītas artēriju un vēnu — cilvēka asinsrites sistēmas divu galveno vadu — strukturālās un funkcionālās atšķirības. Lai gan artērijas ir paredzētas, lai apstrādātu augsta spiediena skābekļa piesātinātas asinis, kas plūst prom no sirds, vēnas ir specializējušās skābekļa nepiesātinātu asiņu atgriešanai zemā spiedienā, izmantojot vienvirziena vārstu sistēmu.
Šajā visaptverošajā salīdzinājumā tiek pētītas bioloģiskās atšķirības starp bezdzimumvairošanos un dzimumvairošanos. Tajā tiek analizēts, kā organismi replicējas, izmantojot klonēšanu un ģenētisko rekombināciju, pārbaudot kompromisus starp straujo populācijas pieaugumu un ģenētiskās daudzveidības evolūcijas priekšrocībām mainīgā vidē.
