Bewijzen van de endosymbiotische theorie ondersteunen dat mitochondriën en chloroplasten zijn ontstaan uit prokaryotische cellen. In dit artikel worden 10 bewijzen van de endosymbiotische theorie besproken die de endosymbiotische theorie ondersteunen en aantonen hoe eukaryote cellen zijn ontstaan uit bacteriën.
Vraag is- hoe mitochondriën en chloroplasten lijken op bacteriën of wat zijn de bewijzen dat mitochondriën en chloroplasten zijn geëvolueerd uit bacteriën.
Tabel van de inhoud
- Wat is de endosymbiotische theorie?
- 10 Bewijzen voor de endosymbiotische theorie:
- i) Aanwezigheid van DNA:
- ii) Grootte van Ribosomen:
- iii) Inhibitie door antibiotica:
- iv) Evolutionair verband:
- v) Dezelfde grootte:
- vi) Plasma-membraan:
- vii) Enzymafscheiding:
- viii) Replicatie en proteïnesynthese:
- ix) Bacteriële binaire splijting:
- x) Elektronentransportketen:
Wat is de endosymbiotische theorie?
De endosymbiotische theorie stelt dat de moderne eukaryote cellen (mitochondriën) in stappen door onderlinge samenwerking zijn geëvolueerd tot cellen uit een nucleaire lijn van afstammelingen van chemoorganotrofe en fototrofe symbionten.
Zij stelt dat Mitochondriën en Chloroplasten vrij levende bacteriën waren die zich vestigden in de primitieve eukaryote cellen, waaruit uiteindelijk de moderne eukaryote cel is ontstaan.
Symbiose is een specifiek soort relatie waarbij organismen van twee verschillende soorten in een nauwe, afhankelijke relatie leven en van elkaar profiteren.
Endosymbiose is een relatie waarbij het ene organisme in het andere leeft en beiden er voordeel bij hebben. Men denkt dat voorouderlijke eukaryote cellen aërobe bacteriën en fotosynthetische bacteriën hebben geconsumeerd, waardoor deze zijn geëvolueerd tot respectievelijk mitochondriën en chloroplasten.
Op grond van hun relatieve autonomie en morfologische gelijkenis met bacteriën werd lang geleden gesuggereerd dat mitochondriën en chloroplasten afstammelingen waren van oude prokaryotische organismen.
De theorie postuleert dat een aërobe bacterie zich vestigde in het cytoplasma van een primitieve eukaryotische cel. Deze bacterie zou de voorloper zijn van het huidige mitochondrion.
Op soortgelijke wijze zou de endosymbiotische opname van een fototrofe zuurstofprokaryoot de primitieve eukaryotische fotosynthese hebben voortgebracht. Deze fototrofe bacterie zou dan beschouwd worden als de voorloper van de huidige chloroplast.
10 Bewijzen voor de endosymbiotische theorie:
i) Aanwezigheid van DNA:
Mitochondria en Chloroplast DNA bestaat in gesloten cirkelvorm zoals in een prokaryotische cel. Het DNA van de chloroplast lijkt sterk op dat van fotosynthetische blauwgroene bacteriën, terwijl het DNA van de mitochondriën sterk lijkt op dat van de aerobe bacteriën. Beide organellen missen histonen en intronen zoals bacteriën.
ii) Grootte van Ribosomen:
Ribosomen bestaan ofwel in een grotere vorm (de jaren 80), typisch voor het cytoplasma van eukaryote cellen, ofwel in een kleinere vorm (de jaren 70), uniek voor prokaryoten. De ribosomen van Mitochondriën en Chloroplasten hebben de 70-vorm, dezelfde als die van prokaryoten.
iii) Inhibitie door antibiotica:
Een aantal antibiotica doodt of remt bacteriën door hun jaren 70 ribosoomfunctie te verstoren. Dezelfde antibiotica remmen ook de ribosomale functie in mitochondriën en chloroplasten. Net als bacteriën zijn mitochondriën en chloroplasten gevoelig voor chlooramfenicol, streptomycine, enz.
iv) Evolutionair verband:
Phylogenetische analyses met behulp van de ribosomaal RNA sequencing methode, suggereerden overtuigend dat mitochondriën en chloroplasten evolutionair verwant zijn aan bacteriën. De sequentievergelijking van mitochondriën en chloroplast toont aan dat mitochondriën afkomstig zijn van bacteriële lijnen die verwant zijn aan alpha-proteobacteria en chloroplast afkomstig is van cyanobacteria.
v) Dezelfde grootte:
Mitochondriën en chloroplasten zijn even groot als bacteriën. De grootte van bacteriën is gewoonlijk 0,1-10 micrometer, terwijl de grootte van mitochondriën en chloroplasten respectievelijk 0,5-10 micrometer en 1- 10 micrometer is.
vi) Plasma-membraan:
Mitochondriën en chloroplasten zijn net als bacteriën omgeven door twee of meer membranen. Mitochondriën hebben een dubbel membraan dat een fosfolipide bilaag is. Chloroplasten hebben drie membranen buitenmembraan binnenmembraan, en thylakoïd membraan. Gram-positieve bacteriën hebben een plasmamembraan en een celwand, hoewel Gram-negatieve bacteriën een extra buitenmembraan hebben.
vii) Enzymafscheiding:
Mitochondriën en chloroplasten scheiden net als bacteriën verschillende enzymen af. Bijvoorbeeld, mitochondriën scheiden monoamine oxidase, kynurenine hydroxylase, c-reductase vetzuur Co-A ligase, ATP synthase, enz. Chloroplastenzymen omvatten ATP-synthase, NADP-malaatdehydrogenase fructose-1, 6-bisfosfatase, fosforibulokinase, glucose-6-fosfaatdehydrogenase, enz.
SEE MORE:
Chloroplast | Functie, Plaats, & Diagram
viii) Replicatie en proteïnesynthese:
Zoals bacteriën kunnen mitochondriën en chloroplasten hun genoom repliceren en omzetten in eiwitten. Eiwitsynthese in mitochondriën en chloroplasten vindt plaats door N-formylmethionyl tRNA dat lijkt op bacteriële eiwitsynthese.
ix) Bacteriële binaire splijting:
Mitochondriën en chloroplasten worden net als bacteriën gedeeld door binaire splijting. Net als bij bacteriële binaire splitsing repliceren mitochondriën en chloroplasten ook hun genoom en splitsen zich in twee nieuwe organellen.
x) Elektronentransportketen:
De elektronentransportketen is een van de belangrijkste bewijzen van de endosymbiotische theorie.
Net als bacteriële elektronentransportketens die voorkwamen in het bacteriële plasmamembraan, hebben mitochondriën en chloroplasten ook een elektronentransportketen die voorkomt in respectievelijk het binnenste mitochondriale membraan en het thylakoïde membraan van chloroplasten.
Zie meer:
10 Belang van Microbiologie in het dagelijks leven
Moleculaire uitdrukkingen Celbiologie: Mitochondriën