Kõik elavate omadused ja elu ilmingud on seotud teatud keemiliste reaktsioonidega rakus. Need reaktsioonid käivad koos kulu või energia vabanemisega. Ainete muundamise protsesside kogumit nii rakus kui ka kehas nimetatakse ainevahetuseks.
Anabolism
Eluprotsessis olev rakk säilitab oma sisekeskkonna püsivuse, mida nimetatakse homöostaasiks. Selleks sünteesib ta aineid vastavalt oma geneetilisele teabele.
Riis. 1. Ainevahetuse skeem.
Seda ainevahetuse osa, mille käigus tekivad antud rakule iseloomulikud makromolekulaarsed ühendid, nimetatakse plastiliseks metabolismiks (assimilatsioon, anabolism).
Anabolismi reaktsioonid hõlmavad järgmist:
- valkude süntees aminohapetest;
- tärklise moodustumine glükoosist;
- fotosüntees;
- rasvade süntees glütseroolist ja rasvhapetest.
Need reaktsioonid on võimalikud ainult energiakuluga. Kui fotosünteesi jaoks kulutatakse välist (valgus)energiat, siis ülejäänud jaoks - raku ressursid.
TOP 4 artiklitkes sellega kaasa lugesid
Assimilatsioonile kulutatud energia hulk on suurem kui keemilistes sidemetes talletatav, kuna osa sellest kulub protsessi reguleerimiseks.
Katabolism
Ainevahetuse ja energia muundamise teine pool rakus on energia metabolism (dissimilatsioon, katabolism).
Katabolismi reaktsioonidega kaasneb energia vabanemine.
See protsess hõlmab:
- hingetõmme;
- polüsahhariidide lagunemine monosahhariidideks;
- rasvade lagunemine rasvhapeteks ja glütserooliks ning muud reaktsioonid.
Riis. 2. Katabolismi protsessid rakus.
Vahetusprotsesside vastastikune seos
Kõik rakus toimuvad protsessid on omavahel tihedalt seotud, samuti protsessidega teistes rakkudes ja elundites. Orgaaniliste ainete muundumised sõltuvad anorgaaniliste hapete, makro- ja mikroelementide olemasolust.
Katabolismi ja anabolismi protsessid toimuvad rakus samaaegselt ja on ainevahetuse kaks vastandlikku komponenti.
Ainevahetusprotsessid on seotud teatud rakustruktuuridega:
- hingetõmme- mitokondritega;
- valkude süntees- ribosoomidega;
- fotosüntees- kloroplastidega.
Rakku iseloomustavad mitte üksikud keemilised protsessid, vaid nende läbiviimise regulaarne järjekord. Metaboolsed regulaatorid on ensüümvalgud, mis juhivad reaktsioone ja muudavad nende intensiivsust.
ATP
Adenosiintrifosforhape (ATP) mängib ainevahetuses erilist rolli. See on kompaktne keemilise energia salvestamise seade, mida kasutatakse termotuumasünteesi reaktsioonides.
Riis. 3. ATP struktuuri ja ADP-ks muundumise skeem.
Ebastabiilsuse tõttu moodustab ATP ADP ja AMP molekule (di- ja monofosfaate), vabastades suurel hulgal energiat assimilatsiooniprotsesside jaoks.
Kõik elusorganismid, välja arvatud viirused, koosnevad rakkudest. Need tagavad kõik taime või looma eluks vajalikud protsessid. Rakk ise võib olla eraldiseisev organism. Ja kuidas saab nii keeruline struktuur ilma energiata elada? Muidugi mitte. Kuidas siis rakkude energiaga varustamine toimub? See põhineb protsessidel, mida me allpool arutame.
Rakkude varustamine energiaga: kuidas see juhtub?
Vähesed rakud saavad energiat väljast, nad toodavad seda ise. neil on oma "jaamad". Ja energiaallikaks rakus on mitokondrid – organell, mis seda toodab. See on rakulise hingamise protsess. Tänu sellele on rakud varustatud energiaga. Neid leidub aga ainult taimedes, loomades ja seentes. Mitokondrid bakterirakkudes puuduvad. Seetõttu toimub nendes rakkude varustamine energiaga peamiselt käärimisprotsesside, mitte hingamise tõttu.
Mitokondrite struktuur
See on kahe membraaniga organoid, mis tekkis eukarüootsesse rakku evolutsiooni käigus väiksema neeldumise tulemusena.See võib seletada tõsiasja, et mitokondrid sisaldavad oma DNA-d ja RNA-d, aga ka mitokondriaalseid ribosoome, mis toodavad raku jaoks vajalikke valke. organellid.
Sisemisel membraanil on väljakasvud, mida nimetatakse cristae'iks või ribideks. Kristallidel toimub rakuhingamise protsess.
Seda, mis on kahe membraani sees, nimetatakse maatriksiks. See sisaldab valke, keemiliste reaktsioonide kiirendamiseks vajalikke ensüüme, samuti RNA-d, DNA-d ja ribosoome.
Rakuhingamine on elu alus
See toimub kolmes etapis. Vaatame igaüks neist üksikasjalikumalt.
Esimene etapp on ettevalmistav
Selles etapis jagatakse keerulised orgaanilised ühendid lihtsamateks. Seega lagunevad valgud aminohapeteks, rasvad karboksüülhapeteks ja glütserooliks, nukleiinhapped nukleotiidideks ning süsivesikud glükoosiks.
glükolüüs
See on anoksiline faas. See seisneb selles, et esimese etapi käigus saadud ained lagundatakse edasi. Peamised energiaallikad, mida rakk selles etapis kasutab, on glükoosi molekulid. Igaüks neist laguneb glükolüüsi käigus kaheks püruvaadi molekuliks. See juhtub kümne järjestikuse keemilise reaktsiooni käigus. Esimese viie tõttu glükoos fosforüülitakse ja seejärel jaguneb kaheks fosfotrioosiks. Järgmised viis reaktsiooni toodavad kaks molekuli ja kaks PVC (püroviinamarihape) molekuli. Raku energia salvestatakse ATP kujul.
Kogu glükolüüsi protsessi saab lihtsustada järgmiselt:
2NAD + 2ADP + 2H 3RO 4 + C 6 H 12 O 6 → 2H 2O + 2ÜLE. H2 + 2C3H4O3 + 2ATP
Seega, kasutades ühte glükoosi molekuli, kahte ADP molekuli ja kahte fosforhapet, saab rakk kaks ATP molekuli (energia) ja kaks püroviinamarihappe molekuli, mida ta kasutab järgmises etapis.
Kolmas etapp on oksüdatsioon
See etapp toimub ainult hapniku juuresolekul. Selle etapi keemilised reaktsioonid toimuvad mitokondrites. See on põhiosa, mille käigus vabaneb kõige rohkem energiat. Selles etapis laguneb see hapnikuga reageerides veeks ja süsinikdioksiidiks. Lisaks moodustub selles protsessis 36 ATP molekuli. Seega võime järeldada, et raku peamised energiaallikad on glükoos ja püroviinamarihape.
Kõik keemilised reaktsioonid kokku võttes ja üksikasjad välja jättes saame väljendada kogu rakuhingamise protsessi ühe lihtsustatud võrrandiga:
6O2 + C6H12O6 + 38ADP + 38H3RO 4 → 6CO 2 + 6H2O + 38ATP.
Seega ühest glükoosimolekulist, kuuest hapnikumolekulist, kolmekümne kaheksast ADP molekulist ja samast kogusest fosforhappest saab rakk hingamise käigus 38 ATP molekuli, mille kujul talletatakse energiat.
Mitokondriaalsete ensüümide mitmekesisus
Rakk saab eluks vajalikku energiat läbi hingamise – glükoosi ja seejärel püroviinamarihappe oksüdatsiooni. Kõik need keemilised reaktsioonid ei saaks toimuda ilma ensüümideta – bioloogiliste katalüsaatoriteta. Vaatame neid, mis asuvad mitokondrites – rakuhingamise eest vastutavates organellides. Neid kõiki nimetatakse oksüdoreduktaasideks, kuna neid on vaja redoksreaktsioonide toimumise tagamiseks.
Kõik oksidoreduktaasid võib jagada kahte rühma:
- oksüdaasid;
- dehüdrogenaasid;
Dehüdrogenaasid jagunevad omakorda aeroobseteks ja anaeroobseteks. Aeroobsed toidud sisaldavad koensüümi riboflaviini, mida organism saab B2-vitamiinist. Aeroobsed dehüdrogenaasid sisaldavad koensüümidena NAD ja NADP molekule.
Oksidaasid on mitmekesisemad. Esiteks on need jagatud kahte rühma:
- need, mis sisaldavad vaske;
- need, mis sisaldavad rauda.
Esimeste hulka kuuluvad polüfenooloksüdaasid, askorbaatoksüdaas, viimased - katalaas, peroksidaas, tsütokroomid. Viimased omakorda jagunevad nelja rühma:
- tsütokroomid a;
- tsütokroomid b;
- tsütokroomid c;
- tsütokroomid d.
Tsütokroomid a sisaldavad rauda formüülporfüriini, tsütokroomid b sisaldavad raudprotoporfüriini, c sisaldavad asendatud raua mesoporfüriini ja d sisaldavad raua dihüdroporfüriini.
Kas on muid võimalusi energia saamiseks?
Kuigi enamik rakke omandab selle rakuhingamise kaudu, on ka anaeroobseid baktereid, mis ei vaja ellujäämiseks hapnikku. Nad toodavad vajalikku energiat kääritamise teel. See on protsess, mille käigus süsivesikud lagundatakse ensüümide abil ilma hapniku osaluseta, mille tulemusena saab rakk energiat. Sõltuvalt keemiliste reaktsioonide lõppsaadusest on mitut tüüpi kääritamist. See on piimhape, alkohol, võihape, atsetoon-butaan, sidrunhape.
Näiteks võib seda väljendada järgmiselt:
C6H12O6 → C2H5OH + 2CO2
See tähendab, et bakter lagundab ühe glükoosi molekuli üheks etüülalkoholi molekuliks ja kaheks süsinikoksiidi (IV) molekuliks.
V. N. Selujanov, V. A. Rõbakov, M. P. Šestakov
1. peatükk
1.1.3. Rakkude biokeemia (energia)
Lihaste kokkutõmbumise, närviimpulsi edastamise, valgusünteesi jms protsessidega kaasnevad energiakulud. Rakud kasutavad energiat ainult ATP kujul. ATP-s sisalduva energia vabanemine toimub tänu ensüümile ATPaasile, mis on olemas kõigis raku kohtades, kus energiat vajatakse. Energia vabanemisel tekivad molekulid ADP, F, N. ATP resüntees toimub peamiselt tänu CRF-i varustamisele. Kui CrF loovutab oma energia ATP resünteesiks, tekivad Cr ja F. Need molekulid levivad läbi tsütoplasma ja aktiveerivad ATP sünteesiga seotud ensümaatilise aktiivsuse. ATP moodustamiseks on kaks peamist viisi: anaeroobne ja aeroobne (Aulik I.V., 1990; Khochachka P., Somero J., 1988 jne).
anaeroobne rada või anaeroobne glükolüüs seotud sarkoplasmaatilise retikulumi membraanil ja sarkoplasmas paiknevate ensümaatiliste süsteemidega. Kui nende ensüümide kõrvale ilmuvad Kr ja F, käivitub keemiliste reaktsioonide ahel, mille käigus glükogeen või glükoos laguneb püruvaadiks koos ATP molekulide moodustumisega. ATP molekulid loobuvad koheselt oma energiast CRP resünteesiks ning ADP ja F kasutatakse uuesti glükolüüsis uue ATP molekuli moodustamiseks. Püruvaadil on kaks muundamise võimalust:
1) Muutub atsetüülkoensüümiks A, läbib mitokondrites oksüdatiivse fosforüülimise, moodustades süsinikdioksiidi, vee ja ATP molekulid. Seda metaboolset rada - glükogeen-püruvaat-mitokondrid-süsinikdioksiid ja vesi - nimetatakse aeroobne glükolüüs.
2) Ensüümi LDH M (muscle-type lactate dehydrogenase) abil muudetakse püruvaat laktaadiks. Seda metaboolset rada - glükogeen-püruvaat-laktaat - nimetatakse anaeroobne glükolüüs ja sellega kaasneb vesinikioonide teke ja akumuleerumine.
aeroobne viis, või oksüdatiivne fosforüülimine, mis on seotud mitokondriaalse süsteemiga. Kui Cr ja F ilmuvad mitokondrite lähedale mitokondriaalse CPKaasi abil, toimub mitokondrites moodustunud ATP tõttu CrF resüntees. ADP ja P viiakse tagasi mitokondritesse, moodustades uue ATP molekuli. ATP sünteesiks on kaks metaboolset rada:
- 1) aeroobne glükolüüs;
2) lipiidide (rasvade) oksüdatsioon.
Aeroobsed protsessid on seotud vesinikioonide neeldumisega ning aeglastes lihaskiududes (südame ja diafragma MF) on ülekaalus ensüüm LDH H (südame tüüpi laktaatdehüdrogenaas), mis muudab laktaadi intensiivsemalt püruvaadiks. Seetõttu toimub aeglaste lihaskiudude (SMF) toimimise ajal laktaadi- ja vesinikioonide kiire eliminatsioon.
Laktaadi ja H suurenemine MW-s põhjustab rasvade oksüdatsiooni pärssimist ning intensiivne rasvade oksüdatsioon põhjustab tsitraadi akumuleerumist rakus ja see pärsib glükolüüsi ensüüme.
| Sissejuhatus |
1.1 |
Üks keerulisemaid küsimusi on energia teke, akumuleerumine ja jaotumine rakus.
Kuidas rakk energiat toodab? Lõppude lõpuks pole sellel ei tuumareaktorit, elektrijaama ega aurukatlit, isegi kõige väiksemat. Temperatuur raku sees on konstantne ja väga madal - mitte üle 40 °. Ja vaatamata sellele töötlevad rakud sellise koguse aineid ja nii kiiresti, et iga moodne kombain kadestaks neid.
Kuidas see juhtub? Miks jääb saadud energia rakku, mitte ei eraldu soojuse kujul? Kuidas rakk energiat salvestab? Enne nendele küsimustele vastamist tuleb öelda, et rakku sisenev energia ei ole mehaaniline ega elektriline, vaid orgaanilistes ainetes sisalduv keemiline energia. Siinkohal hakkavad mängu termodünaamika seadused. Kui energia sisaldub keemilistes ühendites, siis peab see nende põlemisel vabanema ja üldise soojusbilansi jaoks pole vahet, kas need põlevad ära kohe või järk-järgult. Lahter valib teise tee.
Lihtsuse huvides võrdleme rakku "elektrijaamaga". Eriti inseneride jaoks lisame, et raku "jõujaam" on termiline. Nüüd kutsume energeetika esindajad võistlustulle: kes saab kütusest rohkem energiat ja kasutab seda säästlikumalt – kas element või mõni, kõige säästlikum soojuselektrijaam?
Evolutsiooni käigus lõi rakk oma "elektrijaama" ja täiustas seda. Loodus on hoolitsenud kõigi oma osade eest. Element sisaldab "kütust", "mootor-generaatorit", "võimsuse regulaatoreid", "trafoalajaamu" ja "kõrgepinge ülekandeliine". Vaatame, kuidas see kõik välja näeb.
Peamine "kütus", mida rakk põletab, on süsivesikud. Lihtsamad neist on glükoos ja fruktoos.
Igapäevasest meditsiinipraktikast on teada, et glükoos on oluline toitaine. Tõsise alatoitlusega patsientidele manustatakse seda intravenoosselt, otse vereringesse.
Energiaallikatena kasutatakse ka keerukamaid suhkruid. Näiteks võib sellise materjalina kasutada tavalist suhkrut, mille teaduslik nimetus on "sahharoos" ja mis koosneb 1 molekulist glükoosist ja 1 molekulist fruktoosist. Loomadel on glükogeen kütus, polümeer, mis koosneb ahelaga seotud glükoosi molekulidest. Taimedes leidub glükogeeniga sarnast ainet – see on tuntud tärklis. Nii glükogeen kui ka tärklis on varuained. Mõlemad on vihmase päeva tõttu edasi lükatud. Tärklist leidub tavaliselt taime maa-alustes osades, näiteks mugulates, nagu kartulites. Ka taimelehtede viljaliha rakkudes on palju tärklist (mikroskoobi all sädelevad tärkliseterad nagu väikesed jäätükid).
Glükogeen koguneb loomadel maksas ja seda kasutatakse sealt vastavalt vajadusele.
Kõik, mis on keerulisemad kui glükoos, tuleb suhkrud enne tarbimist lagundada nende algseteks "ehituskivideks" - glükoosi molekulideks. On olemas spetsiaalsed ensüümid, mis lõikavad nagu käärid tärklise ja glükogeeni pikad ahelad eraldi monomeerideks – glükoosiks ja fruktoosiks.
Süsivesikute puudumisel saavad taimed oma "ahjus" kasutada orgaanilisi happeid - sidrun-, õun- jne.
Idanevad õliseemned tarbivad rasva, mis esmalt lagundatakse ja seejärel suhkruks muudetakse. Seda on näha sellest, et seemnetes sisalduva rasva tarbimisel suureneb suhkrusisaldus.
Niisiis, kütuseliigid on loetletud. Kuid puuril on kahjum seda kohe põletada.
Suhkrud põletatakse rakus keemiliselt. Tavaline põlemine on kütuse kombinatsioon hapnikuga, selle oksüdatsioon. Kuid oksüdatsiooniks ei pea aine hapnikuga ühinema - see oksüdeerub, kui sellelt võetakse elektronid vesinikuaatomite kujul. Sellist oksüdatsiooni nimetatakse dehüdrogeenimine("hüdros" - vesinik). Suhkrud sisaldavad palju vesinikuaatomeid ja need jagunevad mitte korraga, vaid kordamööda. Oksüdatsioon rakus toimub spetsiaalsete ensüümide komplekti abil, mis kiirendavad ja suunavad oksüdatsiooniprotsessi. See ensüümide komplekt ja nende töö range järjestus moodustavad rakuenergia generaatori aluse.
Oksüdatsiooniprotsessi elusorganismides nimetatakse hingamiseks, seega kasutame allpool seda arusaadavamat väljendit. Intratsellulaarne hingamine, mida nimetatakse analoogselt füsioloogilise hingamisprotsessiga, on sellega tihedalt seotud. Hingamisprotsessidest räägime pikemalt hiljem.
Jätkame raku võrdlust elektrijaamaga. Nüüd peame sellest leidma need elektrijaama osad, ilma milleta see jõude töötab. Selge on see, et süsivesikute ja rasvade põletamisel saadav energia tuleb tarbijani tarnida. See tähendab, et vaja on mobiilset "kõrgepinge ülekandeliini". Tavalise elektrijaama jaoks on see suhteliselt lihtne - kõrgepingejuhtmed tõmmatakse üle taiga, steppide, jõgede ning nende kaudu antakse energiat tehastele ja tehastele.
Samuti on rakul oma universaalne "kõrgepinge juhe". Ainult selles edastatakse energia keemiliselt ja loomulikult toimib keemiline ühend "traadina". Selle tööpõhimõtte mõistmiseks tutvustame elektrijaama töös väikest keerukust. Oletame, et kõrgepingeliinilt ei saa tarbijat juhtmetega varustada energiaga. Sel juhul on kõige lihtsam laadida elektriakusid kõrgepingeliinilt, transportida tarbijani, transportida kasutatud akud tagasi jne. Energiasektoris on see muidugi kahjumlik. Puuri sarnane meetod on väga kasulik.
Akuna rakus kasutatakse ühendit, mis on universaalne peaaegu kõikide organismide jaoks - adenosiintrifosforhape (sellest oleme juba rääkinud).
Erinevalt teiste fosfoestersidemete energiast (2-3 kilokalorit) on terminaalsete (eriti äärmuslike) fosfaadijääkide sidumisenergia ATP-s väga kõrge (kuni 16 kilokalorit); nii nimetatakse seda ühendust makroergiline».
ATP-d leidub kehas kõikjal, kus on vaja energiat. Erinevate ühendite süntees, lihaste töö, lippude liikumine algloomades – ATP kannab energiat kõikjale.
ATP "laadimine" rakus toimub järgmiselt. Energia vabanemise kohaks sobib adenosiindifosforhape - ADP (ATP ilma 1 fosfori aatomita). Kui energiat on võimalik siduda, ühineb ADP fosforiga, mida on rakus suurtes kogustes, ja "immutab" energia sellesse ühendust. Nüüd vajame transporti. See koosneb spetsiaalsetest ensüümidest - fosfoferaasidest ("fera" - ma kannan), mis nõudmisel "haaravad" ATP ja kannavad selle toimekohta. Edasi tuleb järjekord viimase, lõpliku "elektrijaama üksuse" – astmeliste trafode - järjekord. Need peavad alandama pinget ja andma tarbijale juba ohutu voolu. Seda rolli täidavad samad fosfoferaasid. Energia ülekandmine ATP-lt teisele ainele toimub mitmes etapis. Esiteks ühineb ATP selle ainega, seejärel toimub fosfori aatomite sisemine ümberpaigutamine ja lõpuks kompleks laguneb – ADP eraldub ning energiarikas fosfor jääb uue aine külge "rippuma". Uus aine osutub liigse energia tõttu palju ebastabiilsemaks ja on võimeline erinevateks reaktsioonideks.
Üherakuliste organismide ilmumisest rakutuuma “leiutamiseni” ja mitmete muude uuenduste sünnini on möödunud üle miljardi aasta. Alles siis avanes tee esimestele mitmerakulistele olenditele, millest sündis kolm loomade, taimede ja seente kuningriiki. Euroopa teadlased on sellele transformatsioonile esitanud uue seletuse, mis läheb vastuollu seni eksisteerinud ideedega.
On üldtunnustatud, et algul sündisid prokarüootidest täiuslikumad tuumarakud, tuginedes vanadele energiamehhanismidele, ja alles hiljem omandasid värbajad mitokondrid. Viimastele omistati eukarüootide edasises evolutsioonis oluline roll, kuid mitte selle aluseks oleva nurgakivi roll.
«Oleme näidanud, et esimene variant ei tööta. Raku keerukuse arendamiseks vajab see mitokondreid, ”selgitab Martin. "Meie hüpotees lükkab ümber traditsioonilise seisukoha, et eukarüootsetele rakkudele üleminek nõudis ainult õigeid mutatsioone," kordab Lane teda.
Nad arenesid koos, samal ajal kui endosümbiont lihvis järk-järgult ühte oskust - ATP sünteesi. Sisemine rakk vähenes ja kandis osa oma sekundaarsetest geenidest tuuma. Seega säilitasid mitokondrid ainult selle osa algsest DNA-st, mida neil oli vaja "elava elektrijaamana" töötamiseks.
Mitokondrid rakus (fluorestseeruvad roheliselt). Sisetükid: Martin (vasakul) ja Lane. Uue uuringu üksikasjad leiate artiklist Nature ja UCL pressiteatest (fotod Douglas Kline, molevol.de, nick-lane.net).
Mitokondrite välimust energia poolest võib võrrelda raketi leiutamisega vankri järel, sest tuumarakud on oma mahult keskmiselt tuhat korda suuremad kui tuumata rakud.
Tundub, et viimane võib ka seadme suurust ja keerukust suurendada (siin on üksikuid rabavaid näiteid). Kuid sellel teel ootavad pisikesed olendid saaki: geomeetriliselt kasvades väheneb pinna ja mahu suhe kiiresti.
Samal ajal toodavad lihtsad rakud energiat neid katva membraani abil. Nii et suures prokarüootses rakus võib olla küllaldaselt ruumi uutele geenidele, kuid tal pole lihtsalt piisavalt energiat valkude sünteesimiseks nende “juhiste” järgi.
Lihtne välismembraani voltide suurenemine olukorda eriti ei päästa (kuigi sellised rakud on teada). Selle võimsuse suurendamise meetodiga suureneb ka vigade arv energiasüsteemi töös. Rakku kogunevad soovimatud molekulid, mis võivad selle hävitada.
Mitokondrite arv (näidatud punasega) ühes rakus varieerub ühest koopiast (enamasti ainuraksetes eukarüootides) kuni kahe tuhandeni (näiteks inimese maksarakkudes) (illustreerinud Odra Noel).
Mitokondrid on looduse geniaalne leiutis. Nende arvu suurendades on võimalik raku energiapotentsiaali tõsta ilma selle välispinda kasvatamata. Lisaks on igal mitokondril ka sisseehitatud juhtimis- ja parandusmehhanismid.
Ja veel üks innovatsiooni pluss: mitokondriaalne DNA on väike ja väga ökonoomne. Selle kopeerimiseks pole vaja palju ressursse. Kuid bakterid saavad oma energiavõime suurendamiseks luua ainult palju koopiaid oma täielikust genoomist. Kuid selline areng viib kiiresti energeetilise ummikusse.
Erinevate rakkude energia ja nende skeemide võrdlus. a) - keskmine prokarüoot ( Escherichia), b) on väga suur prokarüoot ( Tiomargarita) ja (c) keskmine eukarüoot ( Euglena).
Diagrammid näitavad (ülevalt alla): võimsust (vatti) raku grammi kohta (d), võimsust (femtovatti) geeni kohta (e) ja võimsust (pikvattides) haploidse genoomi kohta (f) (illustratsioonid Nick Lane, William Martin/Loodus) .
Töö autorid arvutasid välja, et keskmine eukarüootne rakk võib teoreetiliselt kanda 200 000 korda rohkem geene kui keskmine bakter. Eukarüoote võib pidada suure hulga riiulitega raamatukoguks – täitke see oma südameasjaks raamatutega. Noh, laiendatud genoom on aluseks raku struktuuri ja selle ainevahetuse edasisele parandamisele, uute regulatsiooniahelate tekkimisele.