Sự khác biệt chính - Lục lạp và Ti thể

Lục lạp và ti thể là hai bào quan có trong tế bào. Lục lạp là một bào quan có màng bao bọc chỉ có ở tảo và tế bào thực vật. Ti thể được tìm thấy trong nấm, thực vật và động vật giống như tế bào nhân thực. Các Sự khác biệt chính giữa lục lạp và ti thể là chức năng của chúng; lục lạp chịu trách nhiệm sản xuất đường với sự hỗ trợ của ánh sáng mặt trời trong một quá trình gọi là quang hợp trong khi ti thể là cơ quan năng lượng của tế bào phân hủy đường để thu năng lượng trong một quá trình gọi là hô hấp tế bào.

Bài báo này xem xét,

1. Lục lạp là gì - Cấu trúc và chức năng 2. Ti thể là gì - Cấu trúc và chức năng 3. Sự khác nhau giữa Lục lạp và Ti thể

Lục lạp là gì

Lục lạp là một loại plastids có trong tảo và tế bào thực vật. Chúng chứa các sắc tố diệp lục để thực hiện quá trình quang hợp. Lục lạp bao gồm DNA của chính chúng. Chức năng chính của lục lạp là sản xuất các phân tử hữu cơ, glucose từ CO₂ và H₂O với sự trợ giúp của ánh sáng mặt trời.

Kết cấu

Lục lạp được xác định là sắc tố màu xanh lục, hình thấu kính ở thực vật. Chúng có đường kính 3-10 µm và độ dày khoảng 1-3 µm. Tế bào thực vật xử lý 10-100 lục lạp trên mỗi tế bào. Các hình dạng khác nhau của lục lạp có thể được tìm thấy ở tảo. Tế bào tảo có chứa một lục lạp đơn lẻ có thể là hình mạng, hình cốc hoặc hình xoắn ốc giống dải băng.

Hình 1: Cấu trúc lục lạp ở thực vật

Ba hệ thống màng có thể được xác định trong một lục lạp. Chúng là màng lục lạp bên ngoài, màng lục lạp bên trong và các thylakoid.

Màng lục lạp bên ngoài

Màng ngoài của lục lạp là nửa xốp, cho phép các phân tử nhỏ khuếch tán dễ dàng. Nhưng các protein lớn không có khả năng khuếch tán. Do đó, các protein theo yêu cầu của lục lạp được vận chuyển từ tế bào chất bằng phức hợp TOC ở màng ngoài.

Màng lục lạp bên trong

Màng trong lục lạp duy trì một môi trường không đổi trong stroma bằng cách điều chỉnh sự di chuyển của các chất. Sau khi protein được đưa qua phức hợp TOC, chúng được vận chuyển qua phức hợp TIC ở màng trong. Stromules là phần nhô ra của màng lục lạp vào tế bào chất.

Chất nguyên bào của lục lạp là chất lỏng được bao bọc bởi hai lớp màng của lục lạp. Thylakoid, DNA lục lạp, ribosome, hạt tinh bột và nhiều protein trôi nổi xung quanh trong chất đệm. Ribosome trong lục lạp là 70S và chịu trách nhiệm về việc dịch mã các protein được mã hóa bởi DNA của lục lạp. DNA lục lạp được gọi là ctDNA hoặc cpDNA. Nó là một DNA tròn đơn nằm trong nucleoid trong lục lạp. Kích thước của DNA lục lạp vào khoảng 120-170 kb, chứa 4-150 gen và lặp lại ngược. DNA của lục lạp được sao chép thông qua bộ phận chuyển vị kép (D-loop). Phần lớn DNA của lục lạp chuyển vào bộ gen vật chủ bằng cách chuyển gen nội cộng sinh. Một peptit chuyển tiếp có thể phân tách được thêm vào đầu tận cùng N đến các protein được dịch mã trong tế bào chất như một hệ thống nhắm mục tiêu cho lục lạp.

Thylakoids

Hệ thống thylakoid được cấu tạo bởi các thylakoid, là một tập hợp các bao màng có tính năng động cao. Thylakoids bao gồm chất diệp lục a, một sắc tố màu xanh lam - xanh lá cây, chịu trách nhiệm cho phản ứng ánh sáng trong quang hợp. Ngoài chất diệp lục, hai loại sắc tố quang hợp có thể có trong thực vật: carotenoit màu vàng cam và phycobilin màu đỏ. Grana là các ngăn xếp được hình thành do sự sắp xếp của các thylakoid với nhau. Các grana khác nhau được kết nối với nhau bằng các thylakoid của mô đệm. Lục lạp của C₄ thực vật và một số tảo bao gồm lục lạp trôi nổi tự do.

Hàm số

Lục lạp có thể được tìm thấy trong lá, xương rồng và thân cây. Một tế bào thực vật bao gồm chất diệp lục được gọi là chlorenchyma. Lục lạp có thể thay đổi hướng của chúng tùy thuộc vào sự sẵn có của ánh sáng mặt trời. Lục lạp có khả năng sản xuất glucose, bằng cách sử dụng CO₂ và H₂O với sự hỗ trợ của năng lượng ánh sáng trong một quá trình gọi là quang hợp. Quá trình quang hợp tiến hành qua hai bước: phản ứng sáng và phản ứng tối.

Phản ứng ánh sáng

Phản ứng sáng xảy ra ở màng thylakoid. Trong phản ứng ánh sáng, oxy được tạo ra bằng cách tách nước. Năng lượng ánh sáng cũng được NADP lưu trữ trong NADPH và ATP⁺ lần lượt là khử và photophosphoryl hóa. Như vậy, hai chất mang năng lượng cho phản ứng tối là ATP và NADPH. Sơ đồ chi tiết của phản ứng ánh sáng được thể hiện trong hình 2.

Hình 2: Phản ứng ánh sáng

Phản ứng đen tối

Phản ứng tối còn được gọi là chu trình Calvin. Nó xảy ra trong stroma của lục lạp. Chu trình Calvin tiến hành qua ba giai đoạn: cố định carbon, khử và tái tạo ribulose. Sản phẩm cuối cùng của chu trình Calvin là glyceraldehyd-3-phosphate, có thể được nhân đôi để tạo thành glucose hoặc fructose.

Hình 3: Chu trình Calvin

Lục lạp cũng có khả năng tự sản xuất ra tất cả các axit amin và bazơ nitơ của tế bào. Điều này giúp loại bỏ yêu cầu xuất chúng từ dịch bào. Lục lạp cũng tham gia vào phản ứng miễn dịch của thực vật để bảo vệ chống lại mầm bệnh.

Ti thể là gì

Ti thể là một bào quan có màng bao bọc ở tất cả các tế bào nhân thực. Nguồn năng lượng hóa học của tế bào, đó là ATP, được tạo ra trong ti thể. Ti thể cũng chứa DNA của chính chúng bên trong bào quan.

Kết cấu

Ti thể là một cấu trúc giống như hạt đậu với đường kính từ 0,75 đến 3 µm. Số lượng ti thể có trong một tế bào cụ thể phụ thuộc vào loại tế bào, mô và sinh vật. Năm thành phần riêng biệt có thể được xác định trong cấu trúc ty thể. Cấu trúc của ty thể được thể hiện trong hình 4.

Hình 4: Ti thể

Ti thể bao gồm hai màng - màng trong và màng ngoài.

Màng ngoài ty thể

Màng ngoài ty thể chứa một số lượng lớn các protein màng nguyên vẹn được gọi là porin. Translocase là một loại protein có màng ngoài. Chuỗi tín hiệu đầu N liên kết với translocase của các protein lớn cho phép protein đi vào ti thể. Sự liên kết của màng ngoài ty thể với lưới nội chất tạo thành một cấu trúc gọi là MAM (màng ER-liên kết ty thể). MAM cho phép vận chuyển lipid giữa ti thể và ER thông qua tín hiệu canxi.

Màng ty thể bên trong

Màng trong ti thể bao gồm hơn 151 loại protein khác nhau, hoạt động theo nhiều cách. Nó thiếu porin; loại translocase ở màng trong được gọi là phức hợp TIC. Không gian nội màng nằm giữa màng trong và ngoài ty thể.

Không gian được bao bọc bởi hai màng ti thể được gọi là chất nền. DNA ti thể và ribosome với nhiều enzym được treo trong chất nền. DNA ty thể là một phân tử hình tròn. Kích thước của DNA là khoảng 16 kb, mã hóa 37 gen. Ti thể có thể chứa 2-10 bản sao DNA của nó trong bào quan. Màng trong ty thể tạo thành các nếp gấp trong chất nền, được gọi là các nếp gấp. Cristae làm tăng diện tích bề mặt của màng trong.

Hàm số

Ti thể sản xuất năng lượng hóa học dưới dạng ATP để sử dụng cho các chức năng của tế bào trong quá trình gọi là hô hấp. Các phản ứng tham gia vào quá trình hô hấp được gọi chung là chu trình axit xitric hay chu trình Krebs. Chu trình axit xitric xảy ra ở màng trong của ti thể. Nó oxy hóa pyruvate và NADH được tạo ra trong bào tương từ glucose với sự hỗ trợ của oxy.

Hình 5: Chu trình axit xitric

NADH và FADH₂ là chất mang năng lượng oxy hóa khử được tạo ra trong chu trình axit xitric. NADH và FADH₂ chuyển năng lượng của họ sang O₂ bằng cách đi qua chuỗi vận chuyển điện tử. Quá trình này được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Các proton được giải phóng từ quá trình phosphoryl hóa oxy hóa được sử dụng bởi ATP synthase để tạo ra ATP từ ADP. Sơ đồ chuỗi vận chuyển điện tử được thể hiện trong hình 6. Các ATP được tạo ra sẽ đi qua màng bằng cách sử dụng các porin.

Hình 6: Chuỗi vận chuyển electron

Chức năng của Màng trong Ti thể

Các chức năng khác của ti thể

Sự khác biệt giữa lục lạp và ti thể

Loại tế bào

Lục lạp: Lục lạp được tìm thấy trong tế bào thực vật và tảo.

Ti thể: Ti thể được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực hiếu khí.

Màu sắc

Lục lạp: Lục lạp có màu xanh lục.

Ti thể: Ti thể thường không màu.

Hình dạng

Lục lạp: Lục lạp có dạng hình đĩa.

Ti thể: Ti thể có hình dạng giống như hạt đậu.

Màng trong

Lục lạp: Các nếp gấp ở màng trong tạo thành các mô đệm.

Ti thể: Các nếp gấp ở màng trong tạo thành các nếp gấp.

Grana

Lục lạp: Thylakoid tạo thành các chồng đĩa được gọi là grana.

Ti thể: Cristae không tạo thành grana.

Khoang

Lục lạp: Hai ngăn có thể được xác định: thylakoids và stroma.

Ti thể: Hai ngăn có thể được tìm thấy: cristae và ma trận.

Sắc tố

Lục lạp: Chất diệp lục và carotenoid hiện diện dưới dạng sắc tố quang hợp trong màng thylakoid.

Ti thể: Không có sắc tố nào có thể được tìm thấy trong ti thể.

Chuyển đổi năng lượng

Lục lạp: Lục lạp dự trữ năng lượng mặt trời trong các liên kết hóa học của glucose.

Ti thể: Ti thể chuyển hóa đường thành năng lượng hóa học là ATP.

Nguyên liệu thô và sản phẩm cuối cùng

Lục lạp: Lục lạp sử dụng CO₂ và H₂O để tạo thành glucozơ.

Ti thể: Ti thể phân hủy glucose thành CO₂ và H₂Ô.

Ôxy

Lục lạp: Lục lạp giải phóng oxy.

Ti thể: Ti thể tiêu thụ oxy.

Quy trình

Lục lạp: Quá trình quang hợp và quang phân tử xảy ra trong lục lạp.

Ti thể: Ti thể là nơi diễn ra chuỗi vận chuyển điện tử, quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, oxy hóa beta và photorespiration.

Phần kết luận

Lục lạp và ti thể đều là những bào quan có màng bao bọc, tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng. Lục lạp dự trữ năng lượng ánh sáng trong các liên kết hóa học của glucose trong quá trình được gọi là quang hợp. Ti thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng được lưu trữ trong glucose thành năng lượng hóa học, dưới dạng ATP có thể được sử dụng trong các quá trình tế bào. Quá trình này được gọi là hô hấp tế bào. Cả hai bào quan đều sử dụng CO₂ và O₂ trong các quy trình của họ. Cả lục lạp và ti thể đều tham gia vào quá trình biệt hóa tế bào, truyền tín hiệu và chết tế bào ngoài chức năng chính của chúng. Ngoài ra, chúng kiểm soát sự phát triển của tế bào và chu kỳ tế bào. Cả hai bào quan đều được coi là có nguồn gốc thông qua quá trình nội sinh. Chúng chứa DNA của chính chúng. Nhưng, sự khác biệt chính giữa lục lạp và ti thể là chức năng của chúng trong tế bào.

Tham khảo: 1. “Lục lạp”. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí, 2017. Truy cập ngày 02 tháng 2 năm 2017 2. “Ti thể”. Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí, 2017. Truy cập ngày 02 tháng 2 năm 2017

Hình ảnh lịch sự: 1. “Cấu trúc lục lạp” của Kelvinsong - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia 2. “Màng thylakoid 3” của Somepics - Công việc riêng (CC BY-SA 4.0) qua Commons Wikimedia 3. “: Calvin-cycle4 ”của Mike Jones - Tác phẩm riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia 4.“ Cấu trúc ty thể ”của Kelvinsong; được sửa đổi bởi Sowlos - Tác phẩm riêng dựa trên: Mitochondrion mini.svg, CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia 5. “Citric acid cycle noi” Bởi Narayanese (talk) - Phiên bản sửa đổi của Image: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikipedia 6. “Chuỗi vận chuyển electron” của T-Fork - (Public Domain) qua Commons Wikimedia