Evidenserne for endosymbiotisk teori støtter, at mitokondrier og kloroplaster stammer fra prokaryote celler. I denne artikel diskuteres 10 beviser for endosymbiotisk teori, der støtter den endosymbiotiske teori og viser, hvordan eukaryotiske celler stammer fra bakterier.
Spørgsmålet er- hvordan mitokondrier og kloroplaster ligner med bakterier eller hvad er beviserne for, at mitokondrier og kloroplaster er udviklet fra bakterier.
Indholdsfortegnelse
- Hvad er den endosymbiotiske teori?
- 10 Bevis for den endosymbiotiske teori:
- i) Tilstedeværelsen af DNA:
- ii) Ribosomernes størrelse:
- iii) Hæmning ved antibiotika:
- iv) Evolutionær sammenhæng:
- v) Samme størrelse:
- vi) Plasma-membran:
- vii) Enzymudskillelse:
- viii) Replikation og proteinsyntese:
- ix) Bakteriel binær fission:
- x) Elektronetransportkæde:
Hvad er den endosymbiotiske teori?
Endosymbiotisk teori statuerer, at, de moderne eukaryotiske celler (mitokondrier) udviklede sig i trin gennem inter-samarbejde i celler fra en nuklear linje af efterkommere af kemoorganotrofe og fototrofe symbionter.
Den fastslår, at mitokondrier og kloroplast var fritlevende bakterier, der etablerede sig i de primitive eukaryotiske celler, hvilket til sidst gav den moderne eukaryotiske celle.
Symbiose er en særlig type forhold, hvor organismer fra to forskellige arter lever i et tæt, afhængigt forhold drager fordel af hinanden.
Endosymbiose er et forhold, hvor den ene organisme lever inde i den anden, og begge drager fordel af hinanden. Man mener, at forfædres eukaryote celler spiste aerobe bakterier og fotosyntetiske bakterier, hvilket førte til, at de udviklede sig til henholdsvis mitokondrier og kloroplaster.
På baggrund af deres relative autonomi og morfologiske lighed med bakterier blev det for længe siden foreslået, at mitokondrier og kloroplaster var efterkommere af gamle prokaryote organismer.
Theorien postulerer, at en aerob bakterie etablerede sig i cytoplasmaet i en primitiv eukaryote celle. Denne bakterie ville repræsentere forløberen for den nuværende mitokondrion.
På samme måde ville den endosymbiotiske optagelse af en oxygenholdig fototrofisk prokaryote have skabt den primitive eukaryote fotosyntese. Denne fototrofe bakterie ville så blive betragtet som forløberen for den nuværende kloroplast.
10 Bevis for den endosymbiotiske teori:
i) Tilstedeværelsen af DNA:
Mitokondrie- og kloroplast-DNA eksisterer i lukket cirkulær form som i en prokaryotisk celle. Dette DNA i kloroplasten ligner meget de fotosyntetiske blågrønne bakterier, mens mitokondriens DNA ligner meget de aerobe bakterier. Begge organeller mangler histoner og introner ligesom bakterier.
ii) Ribosomernes størrelse:
Ribosomer findes enten i en større form (80’erne), der er typisk for cytoplasmaet i eukaryote celler, eller i en mindre form (70’erne), der er unik for prokaryoter. Mitokondrier og kloroplasters ribosomer er 70’eren i størrelse, den samme som hos prokaryoter.
iii) Hæmning ved antibiotika:
En række antibiotika dræber eller hæmmer bakterier ved at forstyrre deres 70’er-ribosomale funktion. De samme antibiotika hæmmer også ribosomal funktion i mitokondrier og kloroplaster. Ligesom bakterier er mitokondrier og kloroplast følsomme over for chloramphenicol, streptomycin osv.
iv) Evolutionær sammenhæng:
Fylogenetiske analyser, der anvender ribosomal RNA-sekventeringsmetoden, tyder overbevisende på, at mitokondrier og kloroplast er evolutionært beslægtet med bakterier. Sekvenssammenligningen af mitokondrier og kloroplast viser, at mitokondrierne stammer fra bakterielinjer, der er beslægtet med alfa-proteobakterier, og at kloroplasten stammer fra cyanobakterier.
v) Samme størrelse:
Mitokondrier og kloroplast er af samme størrelse som bakterier. Størrelsen af bakterier er almindeligvis 0,1-10 mikrometer, mens størrelsen af mitokondrier og kloroplast er henholdsvis 0,5-10 mikrometer og 1- 10 mikrometer.
vi) Plasma-membran:
Mitokondrier og kloroplaster er omgivet af to eller flere membraner ligesom bakterier. Mitokondrier har en dobbeltmembran, som er et fosfolipid-dobbeltlag. Kloroplast har tre membraner ydre membran indre membran og thylakoidmembran. Gram-positive bakterier har en plasmamembran og en cellevæg, selv om gramnegative bakterier har en ekstra ydre membran.
vii) Enzymudskillelse:
Mitokondrier og chloroplaster udskiller flere enzymer ligesom bakterier. F.eks. udskiller mitokondrier monoaminoxidase, kynureninhydroxylase, c-reduktase fedtsyre-Co-A-ligase, ATP-syntase osv. Kloroplastenzymer omfatter ATP-syntase, NADP-malatdehydrogenase fructose-1, 6-bisphosphatase, fosforibulokinase, glucose-6-fosfatdehydrogenase osv.
SØG MERE:
Kloroplast | Funktion, placering, & Diagram
viii) Replikation og proteinsyntese:
Som bakterier kan mitokondrier og kloroplaster replikere deres genom og oversætte det til protein. Proteinsyntesen i mitokondrier og kloroplaster foregår ved hjælp af N-formyl methionyl tRNA, der ligner bakteriel proteinsyntese.
ix) Bakteriel binær fission:
Mitokondrier og kloroplast deles ved binær fission ligesom bakterier. Ligesom bakteriel binær fission replikerer mitokondrier og kloroplast også deres genom og deler sig i to nye organeller.
x) Elektronetransportkæde:
Elektrontransportkæden er et af de vigtigste beviser for den endosymbiotiske teori.
Lige de bakterielle elektrontransportkæder, der opstod i den bakterielle plasmamembran, har mitokondrier og kloroplast også en elektrontransportkæde, der optræder i henholdsvis den indre mitokondriemembran og kloroplastens thylakoidmembran.
Se mere:
10 Mikrobiologiens betydning i hverdagen
Molekylære udtryk Cellebiologi: Mitokondrier