Les preuves de la théorie endosymbiotique soutiennent que les mitochondries et les chloroplastes sont issus de cellules procaryotes. Dans cet article, on discute de 10 preuves de la théorie endosymbiotique qui soutiennent la théorie endosymbiotique et montrent comment les cellules eucaryotes sont originaires des bactéries.
La question est : comment les mitochondries et les chloroplastes ressemblent avec les bactéries ou quelles sont les preuves que les mitochondries et les chloroplastes ont évolué à partir des bactéries.
Table des matières
- Qu’est-ce que la théorie endosymbiotique ?
- 10 Preuves de la théorie endosymbiotique :
- i) Présence d’ADN :
- ii) Taille des ribosomes :
- iii) Inhibition par les antibiotiques :
- iv) Relation évolutive :
- v) Même taille :
- vi) Membrane plasmique :
- vii) Sécrétion d’enzymes :
- viii) Réplication et synthèse des protéines :
- ix) La fission binaire bactérienne :
- x) Chaîne de transport d’électrons :
Qu’est-ce que la théorie endosymbiotique ?
La théorie endosymbiotique affirme que, les cellules eucaryotes modernes (mitochondries) ont évolué par étapes par inter-coopération dans des cellules provenant d’une lignée nucléaire de descendants de symbiotes chimioorganotrophes et phototrophes.
Elle affirme que les Mitochondries et le Chloroplaste étaient des bactéries libres qui ont établi leur résidence dans les cellules eucaryotes primitives, donnant finalement la cellule eucaryote moderne.
La symbiose est un type de relation spécifique dans lequel des organismes de deux espèces différentes vivent dans une relation étroite et dépendante profitent les uns des autres.
L’endosymbiose est une relation dans laquelle un organisme vit à l’intérieur de l’autre et les deux en bénéficient. On pense que les cellules eucaryotes ancestrales ont consommé des bactéries aérobies et des bactéries photosynthétiques, les conduisant à évoluer respectivement en mitochondries et en chloroplastes.
Sur la base de leur autonomie relative et de leur ressemblance morphologique avec les bactéries, on a suggéré il y a longtemps que les mitochondries et le chloroplaste étaient les descendants d’anciens organismes procaryotes.
La théorie postule qu’une bactérie aérobie a établi sa résidence dans le cytoplasme d’une cellule eucaryote primitive. Cette bactérie représenterait le précurseur de la mitochondrie actuelle.
De façon similaire, l’absorption endosymbiotique d’un procaryote phototrophe oxygéné aurait fait la photosynthèse eucaryote primitive. Cette bactérie phototrophe serait alors considérée comme le précurseur du chloroplaste actuel.
10 Preuves de la théorie endosymbiotique :
i) Présence d’ADN :
L’ADN des mitochondries et du chloroplaste existe sous forme circulaire fermée comme dans une cellule procaryote. Cet ADN du chloroplaste est très semblable à celui des bactéries bleu-vert photosynthétiques, tandis que celui de la mitochondrie est très semblable à celui des bactéries aérobies. Les deux organites manquent d’histones et d’introns comme les bactéries.
ii) Taille des ribosomes :
Le ribosome existe soit sous une forme plus grande (les années 80), typique du cytoplasme des cellules eucaryotes, soit sous une forme plus petite (les années 70), propre aux procaryotes. Le ribosome de la Mitochondrie et du Chloroplaste a une taille de 70s, la même que celle des procaryotes.
iii) Inhibition par les antibiotiques :
Plusieurs antibiotiques tuent ou inhibent les bactéries en perturbant leur fonction ribosomale 70s. Ces mêmes antibiotiques inhibent également la fonction ribosomale des mitochondries et des chloroplastes. Comme les bactéries, les mitochondries et le chloroplaste sont sensibles au chloramphénicol, à la streptomycine, etc.
iv) Relation évolutive :
Les analyses phylogénétiques utilisant la méthode de séquençage de l’ARN ribosomal, ont suggéré de manière convaincante que les mitochondries et le chloroplaste sont liés aux bactéries sur le plan évolutif. La comparaison des séquences des mitochondries et du chloroplaste montre que les mitochondries proviennent de lignées bactériennes apparentées aux alpha-protéobactéries et que le chloroplaste est issu des cyanobactéries.
v) Même taille :
Les mitochondries et le chloroplaste ont la même taille que les bactéries. La taille des bactéries est communément de 0,1 à 10 micromètres, tandis que la taille des mitochondries et du chloroplaste est respectivement de 0,5 à 10 micromètres et de 1 à 10 micromètres.
vi) Membrane plasmique :
Les mitochondries et les chloroplastes sont entourés de deux ou plusieurs membranes comme les bactéries. Les mitochondries ont une double membrane qui est une bicouche phospholipidique. Le chloroplaste possède trois membranes : la membrane externe, la membrane interne et la membrane thylakoïde. Les bactéries gram-positives ont une membrane plasmique et une paroi cellulaire bien que les bactéries gram-négatives aient une membrane externe supplémentaire.
vii) Sécrétion d’enzymes :
Les mitochondries et les chloroplastes sécrètent plusieurs enzymes comme les bactéries. Par exemple, les mitochondries sécrètent la monoamine oxydase, la kynurénine hydroxylase, la c-réductase l’acide gras Co-A ligase, l’ATP synthase, etc. Les enzymes du chloroplaste comprennent l’ATP synthase, la NADP-malate déshydrogénase, la fructose-1, 6-bisphosphatase, la phosphoribulokinase, la glucose-6-phosphate déshydrogénase, etc.
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viii) Réplication et synthèse des protéines :
Comme les bactéries, les mitochondries et les chloroplastes peuvent répliquer leur génome et le traduire en protéines. La synthèse des protéines dans les mitochondries et les chloroplastes se fait par l’ARNt N-formyl méthionyl qui ressemble à la synthèse des protéines bactériennes.
ix) La fission binaire bactérienne :
Les mitochondries et le chloroplaste sont divisés par fission binaire comme les bactéries. Comme la fission binaire bactérienne, la mitochondrie et le chloroplaste répliquent également leur génome et se divisent en deux nouveaux organites.
x) Chaîne de transport d’électrons :
La chaîne de transport d’électrons est l’une des preuves les plus importantes de la théorie endosymbiotique.
Comme les chaînes de transport d’électrons bactériennes qui se sont produites dans la membrane plasmique bactérienne, les mitochondries et le chloroplaste ont également une chaîne de transport d’électrons se produisant dans la membrane mitochondriale interne et la membrane thylakoïde du chloroplaste respectivement.
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