Az endoszimbiózis elmélet bizonyítékai alátámasztják, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztiszok prokarióta sejtekből származnak. Ebben a cikkben az endoszimbiózis elmélet 10 bizonyítékát tárgyaljuk, amelyek alátámasztják az endoszimbiózis elméletet, és megmutatják, hogy az eukarióta sejtek hogyan származnak a baktériumokból.
Kérdés- miben hasonlítanak a mitokondriumok és a kloroplasztiszok a baktériumokra, illetve mik a bizonyítékok arra, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztiszok a baktériumokból fejlődtek ki.
Tartalomjegyzék
- Mi az endoszimbiózis elmélet?
- 10 Az endoszimbiózis elmélet bizonyítékai:
- i) A DNS jelenléte:
- ii) A riboszómák mérete:
- iii) Antibiotikumok általi gátlás:
- iv) Evolúciós kapcsolat:
- v) Azonos méret:
- vi) Plazma-membrán:
- vii) Enzimszekréció:
- viii) Replikáció és fehérjeszintézis:
- ix) Bakteriális bináris hasadás:
- x) Elektronszállító lánc:
Mi az endoszimbiózis elmélet?
Az endoszimbiózis elmélet azt állítja, hogy, a modern eukarióta sejtek (mitokondriumok) lépésekben fejlődtek ki a sejtek közötti együttműködés révén a kemoorganotróf és fototróf szimbionták nukleáris leszármazottjaiból.
Ezt állítja, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztiszok szabadon élő baktériumok voltak, amelyek letelepedtek a primitív eukarióta sejtekben, végül létrehozva a modern eukarióta sejtet.
A szimbiózis egy speciális kapcsolattípus, amelyben két különböző fajhoz tartozó szervezetek szoros, függő kapcsolatban élnek, kihasználják egymás előnyeit.
Az endoszimbiózis olyan kapcsolat, amelyben az egyik szervezet a másikban él, és mindketten hasznot húznak belőle. Úgy gondolják, hogy az ősi eukarióta sejtek aerob baktériumokat és fotoszintetizáló baktériumokat fogyasztottak, ami a mitokondriumok, illetve a kloroplasztiszok kialakulásához vezetett.
A baktériumokkal való viszonylagos önállóságuk és morfológiai hasonlóságuk alapján már régen felvetették, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztiszok ősi prokarióta szervezetek leszármazottai.
Az elmélet azt tételezi fel, hogy egy aerob baktérium egy primitív eukarióta sejt citoplazmájában telepedett le. Ez a baktérium jelentené a mai mitokondrium elődjét.
Hasonló módon egy oxigéntermelő fototróf prokarióta endoszimbiontikus felvétele hozta volna létre a primitív eukarióta fotoszintézist. Ezt a fototróf baktériumot tekinthetnénk aztán a mai kloroplasztisz előfutárának.
10 Az endoszimbiózis elmélet bizonyítékai:
i) A DNS jelenléte:
A mitokondriumok és a kloroplasztiszok DNS-e zárt körkörös formában létezik, mint a prokarióta sejtekben. Ez a kloroplasztisz DNS nagyon hasonlít a fotoszintetizáló kék-zöld baktériumokhoz, míg a mitokondrium DNS-e az aerob baktériumokéhoz. Mindkét organellában nincsenek hisztonok és intronok, mint a baktériumokban.
ii) A riboszómák mérete:
A riboszóma vagy az eukarióta sejtek citoplazmájára jellemző nagyobb formában (80-as), vagy a prokariótákra jellemző kisebb formában (70-es) létezik. A mitokondriumok és a kloroplasztiszok riboszómája a prokariótákéval megegyező, 70-es méretű.
iii) Antibiotikumok általi gátlás:
Sok antibiotikum elpusztítja vagy gátolja a baktériumokat azáltal, hogy megzavarja a 70-es riboszóma működését. Ugyanezek az antibiotikumok gátolják a mitokondriumok és a kloroplasztiszok riboszómális működését is. A baktériumokhoz hasonlóan a mitokondriumok és a kloroplasztiszok is érzékenyek a klóramfenikolra, a streptomicinre stb.
iv) Evolúciós kapcsolat:
A riboszomális RNS szekvenálási módszerrel végzett filogenetikai elemzések meggyőzően azt sugallták, hogy a mitokondriumok és a kloroplasztiszok evolúciós rokonságban állnak a baktériumokkal. A mitokondriumok és a kloroplasztisz szekvencia-összehasonlítása azt mutatja, hogy a mitokondriumok az alfa-proteobaktériumokkal rokon baktériumvonalakból származnak, a kloroplasztisz pedig a cianobaktériumokból.
v) Azonos méret:
A mitokondriumok és a kloroplasztiszok mérete megegyezik a baktériumokéval. A baktériumok mérete általában 0,1-10 mikrométer, míg a mitokondriumoké 0,5-10 mikrométer, illetve 1- 10 mikrométer.
vi) Plazma-membrán:
A mitokondriumokat és a kloroplasztiszokat a baktériumokhoz hasonlóan két vagy több membrán veszi körül. A mitokondriumoknak kettős membránjuk van, amely foszfolipid kettősréteg. A kloroplasztisznak három membránja van külső membrán belső membrán és tilakoid membrán. A Gram-pozitív baktériumoknak van egy plazmamembránjuk és egy sejtfaluk, bár a Gram-negatív baktériumoknak van egy további külső membránjuk.
vii) Enzimszekréció:
A mitokondriumok és a kloroplasztiszok a baktériumokhoz hasonlóan számos enzimet választanak ki. Például a mitokondriumok monoamin-oxidázt, kynurenin-hidroxilázt, c-reduktáz zsírsav-Co-A ligázt, ATP-szintázt stb. szekretálnak. A kloroplasztisz enzimek közé tartozik az ATP-szintáz, a NADP-malát-dehidrogenáz fruktóz-1, 6-biszfoszfatáz, foszforibulokináz, glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz stb.
TOVÁBB:
Kloroplasztisz | Funkció, elhelyezkedés, & ábra
viii) Replikáció és fehérjeszintézis:
A baktériumokhoz hasonlóan a mitokondriumok és a kloroplasztiszok is képesek genomjukat reprodukálni és fehérjévé fordítani. A fehérjeszintézis a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban a bakteriális fehérjeszintézishez hasonló N-formil-metionil-tRNS segítségével történik.
ix) Bakteriális bináris hasadás:
A mitokondriumok és a kloroplasztiszok a baktériumokhoz hasonlóan bináris hasadással osztódnak. A bakteriális bináris hasadáshoz hasonlóan a mitokondriumok és a kloroplasztiszok is megismétlik genomjukat és két új organellumra osztódnak.
x) Elektronszállító lánc:
Az elektrontranszportlánc az endoszimbiózis elmélet egyik legfontosabb bizonyítéka.
A bakteriális elektrontranszportláncokhoz hasonlóan, amelyek a bakteriális plazmamembránban történtek, a mitokondriumokban és a kloroplasztiszban is van egy elektrontranszportlánc, amely a mitokondrium belső membránjában, illetve a kloroplasztisz tilakoid membránjában történik.
Tovább:
10 A mikrobiológia jelentősége a mindennapi életben
Molekuláris kifejezések sejtbiológia: Mitokondriumok