Mitokondri ve kloroplastlar, ökaryotik organizmalarda bulunan organellerdir (örneğin, bir çekirdeği olan organizmalar). Mitokondri ve kloroplastlar aynı işi yapıyorlar yani hücre için enerji üretimi sağlıyorlar fakat bunu tamamen farklı şekillerde yapıyorlar. Mitokondri, hücresel solunum adı verilen bir devirde enerji alırken, kloroplastlar ışıktan enerji fotosentez denilen bir süreçte toplanırlar. Fonksiyonel farklılıklarına rağmen, bu iki organelin yapısında, evrimsel kökenlerinden kaynaklanan ve endosymbiyoz olarak bilinen bir süreçte benzerlik vardır.
Mitokondri
Bir ökaryotik organizmada mitokondrinin temel amacı, hücrenin geri kalanı için enerji sağlamaktır. Mitokondri, hücrenin adenosin trifosfat (ATP) moleküllerinin çoğunun, hücresel solunum adı verilen bir işlemle üretildiği yerdir. Hücreler sahip oldukları mitokondri miktarına göre değişir; ortalama hayvan hücresinin 1.000’den fazlası vardır.
Kloroplastlar
Kloroplastlar, fotosentezin bitkiler gibi fotoototrofik organizmalarda meydana geldiği yerlerdir. Kloroplast içinde güneş ışığını yakalayan klorofil vardır. Daha sonra ışık enerjisi, su ve karbon dioksiti birleştirmek için kullanılır, ışık enerjisini glikoza dönüştürür, daha sonra ATP molekülleri yapmak için mitokondri tarafından kullanılır. Kloroplasttaki klorofil, bitkilere yeşil renk veren şeydir.
Benzerlikler

Mitokondri ve kloroplastın ikisi de:

– Organelleri çevreleyen çift bir zar ile kaplıdır.
– Nadiren prokaryotik kökenler, mitokondri ve kloroplastın bir zamanlar erken ökaryotlarda endositoz tarafından prokaryotik bakteriler tarafından çekildiğini düşündüren endosimbiyotik teoriye göre açıklanmıştır.
– Bu organellerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar için gerekli belirli enzimleri kodlayan kendi dairesel DNA’sıdır.
– Proteinleri çevirmek için 50S ve 30S alt birimlerinden oluşan kendi 70S ribozomları vardır.
– Proton hareketinden salınan enerjiyi kullanan ATP sentaz enzimi ADP’yi ATP’ye fosforlamaktır. Böylece, bir başka benzerlik, her ikisinin de ATP üretmesidir.
– Sırasıyla mitokondri ve kloroplastlarda iç mitokondriyal membran ve thylakoid membran içine gömülü elektron taşıma zincirleri bulunur.
– Her iki organel, başlangıç alıcısının döngünün sonunda yeniden oluşturulduğu kimyasal döngülere sahiptir. Mitokondride, Krebs siklusu meydana gelir, daha sonra reaksiyonun sonunda oksaloasetat rejenere edilir. Kloroplastlarda, tepkime sonunda ribuloz bisfosfatın (RuBP) rejenere edildiği Calvin döngüsü oluşur.
Farklılıklar
– Mitokondri, hücresel respirasyonda rol alırken, kloroplastlar fotosentezde yer alır. Böylece, içlerinde meydana gelen süreçler için genel kimyasal reaksiyonlar farklı ve tersine çevrilir.
– Solunum:
C6H12O6 + 6O2 —> 6CO2 + 6H2O + ATP
Fotosentez:
6CO2 + 6H2O —> C6H12O6 + 6O2
– Mitokondri, tüm hayvan ve bitki hücrelerinde bulunur. Bununla birlikte, kloroplastlar, yaprakların palisata mesophyll ve süngerimsi mezofil hücreleri gibi sadece belirli tipte bitki hücrelerinde bulunur. Bu hücreler, fotosentez gerçekleştirmede yer alırlar. Kök hücreler gibi diğer bitki hücreleri türleri kloroplast içermez.
– Kloroplastlar klorofil a, klorofil b ve karotenoidler gibi pigmentler içerir. Mitokondri, böyle pigmentler içermez.
– Mitokondri ve kloroplasttaki ATP sentezi farklı şekilde yönlendirilir. Mitokondride ATP sentezi, matrisin içine girer ve protonlar arası boşluktan matrikse doğru akan protonları gösterir. Kloroplastlarda ise ATP sentezi stromaya doğru işaret eder ve protonlar thylakoid alandan stromaya akar.
– Mitokondri ve kloroplastta bulunan elektron akseptör tipleri değişir. Mitokondri NAD ve FAD içerdiği halde, kloroplastlar NADP içerir.

– ATP’yi mitokondri ve kloroplastlarda sentezlemek için kullanılan enerji kaynakları farklıdır. Mitokondride, bu enerji glikozun oksidasyonundan gelir ve dolayısıyla oksidatif fosforilasyon olarak adlandırılır. Kloroplastta, bu enerji ışıktan gelir, bu yüzden fotofosforilasyon denir.
– Mitokondri, aydınlık ve karanlık koşullarda çalışır. Kloroplastlar ise, işlev görmesi için ışığa ihtiyaç duyarlar.
– Elektron taşıma zincirleri: Mitokondride son elektron alıcısı oksijen iken, kloroplastlardaki son elektron alıcısı NADP’dir.
– Mitokondride, elektronların kök kaynağı genellikle glukozdur (kullanılana bağlı olarak başka ubstratlar olabilir). Bununla birlikte, kloroplastlarda, elektronların kök kaynağı, fotosistem II’de meydana gelen suyun fotolizidir. Su (H2O) 2 proton, 2 elektron ve bir oksijen molekülünü serbest bırakmak için bozulur.
– Mitokondri, tepkime reaksiyonu ve Krebs döngüsü sırasında meydana gelen dekarboksilasyon (karbon giderimi) tepkimelerinden karbondioksit verir ancak kloroplastlar yukarıda açıklandığı gibi fotoliz nedeniyle oksijeni verir.
Endosimbiosis
Mitokondri ve kloroplastlardaki benzer DNA yapısı, başlangıçta Lynn Margulis’in 1970 tarihli “Eukaryotik Hücrelerin Kökeni” adlı çalışmasında önerdiği endosymbiyoz teorisi ile açıklanmaktadır. Margulis’in teorisine göre, ökaryotik hücre simbiyotik prokaryotların birleşmesinden geldi. Esasen, büyük bir hücre ve daha küçük, özel bir hücre bir araya toplandı ve sonunda bir hücreye dönüştü, daha küçük hücreler, daha büyük hücrelerin içinde korunarak, her ikisi için de artan enerji avantajı sağladı. Bu küçük hücreler bugünün mitokondri ve kloroplastlardır. Bu teori, mitokondri ve kloroplastların neden kendi bağımsız DNA’larına sahip olduklarını açıklar: bunlar, bireysel organizmalar olarak kullanılan hücrelerin kalıntılarıdır.

Kaynakça:
https://www.quora.com/What-are-the-similarities-and-differences-between-chloroplasts-and-mitochondria
https://sciencing.com/similarities-structure-mitochondria-chloroplasts-8462620.html

Yazar: Meltem Yıldırım

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here