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生物学者は、地球上のすべての生命を、バクテリア、古細菌、ユーカリヤの3つの領域に分けています。細菌と古細菌はどちらも、核も内部膜結合オルガネラも持たない単一の細胞で構成されています。ユーカリヤはすべて、細胞が核および他の内部膜結合オルガネラを含む生物です。真核生物は、ミトコンドリアと呼ばれる特殊な細胞小器官を持つことでも知られています。ミトコンドリアは、ほとんどの真核生物の共通の特徴であるため、多くの人々は、ミトコンドリアを欠く少数の真核生物を見落としています。
真核生物とは何ですか？
単一の真核細胞は、球状核膜がDNAを保持しているゲル状の水性細胞質から成り、膜結合コンパートメントは細胞の他の作業領域を分離します。ほぼすべての真核生物には、ミトコンドリアと呼ばれる細胞小器官が含まれています。ミトコンドリアは独自のDNAを含み、独自のタンパク質合成機構を使用します。これは、細胞の残りの機構とは完全に独立しています。受け入れられている見解は、細菌が何億年も前に古細菌に侵入したということです。関係は共生関係に発展しました。バクテリアは現在ミトコンドリアとして知られており、その組み合わせはほとんどの既知の真核生物に進化しました。
ミトコンドリアの機能
ミトコンドリアは、ほとんどの真核細胞の主要なエネルギー生成部位です。彼らは好気性細胞呼吸と呼ばれるプロセスに重要です。細胞呼吸は、細胞が有機分子を分割し、抽出したエネルギーをアデノシン三リン酸、またはATPと呼ばれる分子に蓄積するプロセスです。これは酸素なしで行うことができ、その場合、嫌気性呼吸と呼ばれます。しかし、酸素が存在する場合、ほとんどの真核細胞と一部の原核細胞は、好気性細胞呼吸のプロセスを使用して、より多くのATP分子を生成できます。真核生物では、このプロセスはミトコンドリア内で行われます。好気性原核生物では、このプロセスは細胞膜で起こります。
グルコースからのエネルギー
多くの真核細胞は、グルコースからエネルギーの大部分を取得します。最初のステップは、グルコースを2つの等しい部分に分割することです。そのステップは解糖と呼ばれます。解糖は細胞質で起こり、細胞に少しのエネルギーを生成します。エネルギー生産の次のステップは、特定のタイプのセルとセル内の瞬間的な環境に依存します。酸素レベルが低い場合、真核細胞は嫌気性の細胞呼吸、具体的には、解糖の産物を使用してもう少しエネルギーを生成し、乳酸と呼ばれる化合物を残す発酵と呼ばれるプロセスにフォールバックできます。人間の筋肉細胞は、筋肉からのエネルギー需要が酸素の摂取速度を上回る場合にこれを行います。十分なレベルの酸素が存在する場合、人間や他の真核生物は、製品を使用することで得られるより多くのエネルギーを利用します解糖を利用して、ミトコンドリアの好気性呼吸を完了します。
ミトコンドリアの真核生物
酸素を使用してエネルギー生産を最適化する真核生物は、ミトコンドリアが奪われると生き残ることができませんでした。しかし、ミトコンドリアを持たない真核生物があります。これは、ミトコンドリアの真核生物と呼ばれます。彼らは好気性呼吸を完了するためにミトコンドリアを持っていないので、すべてのミトコンドリアの真核生物は嫌気性です。たとえば、腸内寄生虫のジアルジアランブリアは嫌気性であり、ミトコンドリアはありません。他のいくつかのミトコンドリアは、Glugea plecoglossi、Trichomonas tenax、Cryptosporidium parvum、およびEntamoeba histolyticaです。これらの生物の起源に関していくつかの疑問があります。彼らはかつて持っていたミトコンドリアを失ったのでしょうか、それともミトコンドリアとの融合前の初期の真核生物の子孫ですか？ミトコンドリアと他の真核生物との間の異なる系統発生関係が提案されているが、現時点では単一の受け入れられた説明はない。