Todisteet endosymbioottisesta teoriasta tukevat sitä, että mitokondriot ja kloroplastit ovat peräisin prokaryoottisoluista. Tässä artikkelissa käsitellään 10 endosymbioottisen teorian todistusaineistoa, jotka tukevat endosymbioottista teoriaa ja osoittavat, miten eukaryoottiset solut ovat peräisin bakteereista.
Kysymys kuuluu- miten mitokondriot ja kloroplastit muistuttavat bakteerien kanssa tai mitkä ovat todisteet siitä, että mitokondriot ja kloroplastit ovat kehittyneet bakteereista.
Sisällysluettelo
- Mikä on endosymbioottinen teoria?
- 10 Todisteita endosymbioottisesta teoriasta:
- i) DNA:n läsnäolo:
- ii) Ribosomien koko:
- iii) Antibioottien aiheuttama inhibitio:
- iv) Evolutiivinen suhde:
- v) Sama koko:
- vi) Plasma-kalvo:
- vii) Entsyymien eritys:
- viii) Replikaatio ja proteiinisynteesi:
- ix) Bakteerien binäärinen jakautuminen:
- x) Elektroninsiirtoketju:
Mikä on endosymbioottinen teoria?
Endosymbioottinen teoria väittää, että, nykyaikaiset eukaryoottiset solut (mitokondriot) kehittyivät vaiheittain solujen keskinäisen yhteistyön kautta soluihin kemoorganotrofisten ja fototrofisten symbionttien jälkeläisten ydinsukupolvista.
Tässä teoriassa väitetään, että mitokondriot ja kloroplasit olivat vapaana eläviä bakteereja, jotka vakiintuivat asumaan alkukantaisiin eukaryoottisiin soluihin, ja saivat aikaan viimein nykymuotoisen eukaryoottisen solun.
Symbioosi on tietynlainen suhde, jossa kahden eri lajin eliöt elävät läheisessä, riippuvaisessa suhteessa hyödyntävät toisiaan.
Endosymbioosi on suhde, jossa yksi eliö elää toisen sisällä ja molemmat hyötyvät siitä. Uskotaan, että esi-isien eukaryoottisolut söivät aerobisia bakteereja ja fotosynteettisiä bakteereja, mikä johti siihen, että niistä kehittyivät mitokondriot ja kloroplastit.
Suhteellisen itsenäisyytensä ja morfologisen samankaltaisuutensa bakteerien kanssa perusteella esitettiin jo kauan sitten, että mitokondriot ja kloroplastit olisivat muinaisten prokaryoottisten organismien jälkeläisiä.
Teorian mukaan aerobinen bakteeri asettui asumaan alkukantaisen eukaryoottisolun sytoplasman sisään. Tämä bakteeri edustaisi nykyisen mitokondrion esiasteena.
Toisella tavalla hapekkaan fototrofisen prokaryootin endosymbioottinen otto olisi tehnyt alkukantaisen eukaryoottisen fotosynteesin. Tätä fototrofista bakteeria pidettäisiin sitten nykyisen kloroplastin esiasteena.
10 Todisteita endosymbioottisesta teoriasta:
i) DNA:n läsnäolo:
Mitokondrioiden ja kloroplastien DNA on olemassa suljetussa pyöreässä muodossa, kuten prokaryoottisessa solussa. Tämä kloroplastin DNA muistuttaa hyvin paljon fotosynteettisiä sinivihreitä bakteereja, kun taas mitokondrion DNA muistuttaa hyvin paljon aerobisia bakteereja. Molemmista organelleista puuttuvat histonit ja intronit kuten bakteereilta.
ii) Ribosomien koko:
Ribosomi on olemassa joko eukaryoottisolujen sytoplasmalle tyypillisessä suuremmassa muodossa (80-luku) tai pienemmässä muodossa (70-luku), joka on ominainen vain prokaryooteille. Mitokondrioiden ja kloroplastin ribosomi on kooltaan 70-lukuinen, sama kuin prokaryoottien ribosomi.
iii) Antibioottien aiheuttama inhibitio:
Useat antibiootit tappavat tai estävät bakteereja häiritsemällä niiden 70-ribosomien toimintaa. Samat antibiootit estävät myös mitokondrioiden ja kloroplastien ribosomaalista toimintaa. Bakteerien tavoin mitokondriot ja kloroplastit ovat herkkiä kloramfenikolille, streptomysiinille jne.
iv) Evolutiivinen suhde:
Fylogeneettiset analyysit, joissa käytettiin ribosomaalisen RNA:n sekvensointimenetelmää, osoittivat vakuuttavasti, että mitokondriot ja kloroplastit ovat evolutiivisesti sukua bakteereille. Mitokondrioiden ja kloroplastin sekvenssivertailu osoittaa, että mitokondriot ovat peräisin alfa-proteobakteereihin liittyvistä bakteerilinjoista ja kloroplasti on peräisin syanobakteereista.
v) Sama koko:
Mitokondriot ja kloroplastit ovat samankokoisia kuin bakteerit. Bakteerien koko on yleisesti 0,1-10 mikrometriä, kun taas mitokondrioiden ja kloroplastien koko on 0,5-10 mikrometriä ja 1- 10 mikrometriä.
vi) Plasma-kalvo:
Mitokondriot ja kloroplastit ovat bakteerien tavoin kahden tai useamman kalvon ympäröimiä. Mitokondrioilla on kaksoiskalvo, joka on fosfolipidikaksoiskalvo. Kloroplastissa on kolme kalvoa ulkokalvo sisäkalvo ja tylakoidikalvo. Grampositiivisilla bakteereilla on plasmakalvo ja soluseinämä, vaikka gramnegatiivisilla bakteereilla on lisäksi ulkokalvo.
vii) Entsyymien eritys:
Mitokondriot ja kloroplastit erittävät useita entsyymejä kuten bakteeritkin. Esimerkiksi mitokondriot erittävät monoamiinioksidaasia, kynureniinihydroksylaasia, c-reduktaasin rasvahappojen Co-A-ligaasia, ATP-syntaasia jne. Kloroplastin entsyymeihin kuuluvat ATP-syntaasi, NADP-malaattidehydrogenaasi fruktoosi-1, 6-bisfosfataasi, fosforibulokinaasi, glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasi jne.
KATSO LISÄTIETOJA:
Kloroplaasi | Toiminta, sijainti, & kaavio
viii) Replikaatio ja proteiinisynteesi:
Bakteerien tavoin mitokondriot ja kloroplastit pystyvät monistamaan genominsa ja kääntämään sen proteiiniksi. Proteiinisynteesi mitokondrioissa ja kloroplastissa tapahtuu N-formyylimetionyyli-tRNA:n avulla, joka muistuttaa bakteerien proteiinisynteesiä.
ix) Bakteerien binäärinen jakautuminen:
Mitokondriot ja kloroplastit jakautuvat bakteerien tavoin binäärisen fission avulla. Bakteerien binäärisen fission tavoin myös mitokondriot ja kloroplastit monistavat genominsa ja jakautuvat kahdeksi uudeksi organelliksi.
x) Elektroninsiirtoketju:
Elektroninkuljetusketju on yksi tärkeimmistä endosymbioottisen teorian todisteista.
Bakteerien elektroninkuljetusketjujen tavoin, jotka esiintyivät bakteerien plasmakalvolla, myös mitokondrioissa ja kloroplastissa on elektroninkuljetusketju, joka esiintyy mitokondrioiden sisemmällä mitokondriokalvolla ja kloroplastin tylakoidikalvolla.
Katso lisää:
10 Mikrobiologian merkitys jokapäiväisessä elämässä
Molekyylien ilmaisut Solubiologia: Mitokondriot