Mitochondriën en chloroplasten zijn organellen die worden aangetroffen in eukaryote organismen (bijvoorbeeld organismen met een kern). Mitochondriën en chloroplasten doen hetzelfde werk - ze verwerken energie voor de cel - maar ze doen het op compleet verschillende manieren. Mitochondria verwerken energie in een cyclus die cellulaire ademhaling wordt genoemd, terwijl chloroplasten energie uit licht halen in een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Ondanks hun functionele verschillen, is er een gelijkenis in de structuur van deze twee organellen, die voortkomt uit hun evolutionaire oorsprong in een proces dat bekend staat als endosymbiose.

mitochondria

Het primaire doel van mitochondria in een eukaryotisch organisme is om energie te leveren voor de rest van de cel. In de mitochondriën worden de meeste adenosine-trifosfaat (ATP) -moleculen van de cel geproduceerd, via een proces dat cellulaire ademhaling wordt genoemd. De productie van ATP via dit proces vereist een voedselbron (ofwel geproduceerd via fotosynthese in foto-autotrofe organismen of buitenaf ingenomen in heterotrofen). Cellen variëren in de hoeveelheid mitochondria die ze hebben; de gemiddelde diercel heeft er meer dan 1.000.

Chloroplasten

Chloroplasten zijn waar fotosynthese plaatsvindt in foto-autotrofe organismen zoals planten. Binnen chloroplast is chlorofyl, dat zonlicht vangt. Vervolgens wordt de lichtenergie gebruikt om water en koolstofdioxide te combineren, waarbij de lichtenergie wordt omgezet in glucose, die vervolgens door de mitochondria wordt gebruikt om ATP-moleculen te maken. Het chlorofyl in de chloroplast geeft planten hun groene kleur.

Overeenkomsten met

De meest voor de hand liggende overeenkomst tussen mitochondriën en chloroplasten is dat ze betrokken zijn bij het tanken van de cel omdat ze allebei energie van buiten omzetten de cel in een vorm die bruikbaar is voor de cel. Een andere overeenkomst is dat zowel mitochondriën als chloroplasten een bepaalde hoeveelheid DNA bevatten (hoewel het meeste DNA in de celkern wordt gevonden). Belangrijk is dat het DNA in mitochondriën en chloroplasten niet hetzelfde is als het DNA in de kern en dat het DNA in de mitochondriën en chloroplasten cirkelvormig is. Dat is ook de vorm van DNA in prokaryoten (eencellige organismen zonder een kern). Het DNA in de kern van een eukaryoot wordt opgerold in de vorm van chromosomen.

Endosymbiose

De vergelijkbare DNA-structuur in mitochondriën en chloroplasten wordt verklaard door de theorie van endosymbiose, die oorspronkelijk was voorgesteld door Lynn Margulis in haar werk uit 1970 "The Origin of Eukaryotic Cells." Volgens de theorie van Margulis kwam de eukaryotische cel voort uit het samengaan van symbiotische prokaryoten. In wezen zijn een grote cel en een kleinere, gespecialiseerde cel samengevoegd en uiteindelijk geëvolueerd tot één cel, met de kleinere cellen, beschermd binnen de grotere cellen, wat het voordeel biedt van verhoogde energie voor beide. Die kleinere cellen zijn de mitochondriën en chloroplasten van vandaag. Deze theorie verklaart waarom de mitochondria en chloroplasten nog steeds hun eigen onafhankelijke DNA hebben: het zijn overblijfselen van wat vroeger individuele organismen waren.