Biologer delar upp allt liv på jorden i tre områden: bakterier, archaea och eukarya. Bakterier och arkeor består båda av enskilda celler som inte har någon kärna och inga inre membranbundna organeller. Eukarya är alla organismer vars celler innehåller en kärna och andra inre membranbundna organeller. Eukaryoter är också kända för att ha en specialiserad organell som kallas mitokondrier. Mitokondrier är så vanligt förekommande hos de flesta eukaryoter som många människor förbiser de få eukaryoter som saknar mitokondrier.

Vad är eukaryoter?

En enda eukaryot cell består av en geliknande vattenbaserad cytoplasma där ett globulärt nukleärt membran håller DNA, och membranbundna fack separerar andra arbetsområden i cellen. Nästan alla eukaryoter innehåller en organell som kallas mitokondrionen. Mitokondrier innehåller sitt eget DNA och använder sina egna proteinsyntesmaskiner - helt oberoende av resten av cellen. Den accepterade uppfattningen är att en bakterie invaderade en arkeisk många hundratals miljoner år sedan. Relationen utvecklades till en symbiotisk. Bakterierna är nu kända som mitokondrier, och kombinationen utvecklades till de flesta av de kända eukaryota organismerna.

Funktionen av mitokondrier

Mitokondrier är de främsta energigenererande ställena i de flesta eukaryota celler. De är kritiska för en process som kallas aerob cellulär andning. Cell respiration är en process där celler delar upp organiska molekyler och lagrar den energi de extraherar i molekyler som kallas adenosintrifosfat eller ATP. Detta kan göras utan syre, i vilket fall det kallas anaerob andning. Men om syre är närvarande, kan de flesta eukaryota celler och några prokaryota celler generera många fler ATP-molekyler med hjälp av processen för aerob cellulär andning. I eukaryoter sker denna process inom mitokondrier. I aeroba prokaryoter sker denna process vid cellmembranet.

Energi från glukos

Många eukaryota celler får större delen av sin energi från glukos. Det första steget är att dela glukos i två lika delar. Det steget kallas glykolys. Glykolys förekommer i cytoplasman och genererar lite energi för cellen. Nästa steg i energiproduktion beror på den specifika typen av cell och den momentana miljön inuti cellen. Om syrehalten är låg kan eukaryota celler falla tillbaka på anaerob cellulär respiration - speciellt en process som kallas fermentation, som använder glykolysprodukterna för att ge lite mer energi och lämnar en förening som kallas mjölksyra. Mänskliga muskelceller gör detta när efterfrågan på energi från musklerna överstiger den hastighet vid vilken syre tas in. När tillräckliga syrgasnivåer är närvarande, utnyttjar människor och andra eukaryota organismer den större mängd energi de kan få från att använda produkterna av glykolys för att slutföra aerob andning i mitokondrier.

Amokokrater Eukaryoter

Eukaryoter som använder syre för att optimera sin energiproduktion kunde inte överleva om deras mitokondrier togs bort. Men det finns eukaryoter som inte har några mitokondrier, kallade amitokondriat eukaryoter. Eftersom de inte har några mitokondrier för att slutföra aerob andning är alla amitokondriat eukaryoter anaeroba. Tarmparasit Giardia lamblia är till exempel anaerob och har inga mitokondrier. Några andra amitokondriater är Glugea plecoglossi, Trichomonas tenax, Cryptosporidium parvum och Entamoeba histolytica. Det finns några frågor om ursprunget för dessa organismer: förlorade de mitokondrier som de en gång hade, eller är de efterkommande av de tidigaste eukaryotema före fusionen med mitokondrier? Olika fylogenetiska relationer mellan amitokondriater och andra eukaryoter har föreslagits, men det finns ingen enda accepterad förklaring just nu.