Bevisen för den endosymbiotiska teorin stöder att mitokondrier och kloroplaster har sitt ursprung i prokaryota celler. I den här artikeln diskuteras 10 bevis för endosymbiotisk teori som stödjer den endosymbiotiska teorin och visar hur eukaryota celler uppstod från bakterier.
Frågan är- hur mitokondrier och kloroplaster liknar med bakterier eller vilka är bevisen för att mitokondrier och kloroplaster utvecklats från bakterier.
Innehållsförteckning
- Vad är den endosymbiotiska teorin?
- 10 Bevis för den endosymbiotiska teorin:
- i) Förekomst av DNA:
- ii) Ribosomernas storlek:
- iii) Hämning genom antibiotika:
- iv) Evolutionärt samband:
- v) Samma storlek:
- vi) Plasmamembran:
- vii) Sekretion av enzymer:
- viii) Replikation och proteinsyntes:
- ix) Bakteriell binär fission:
- x) Elektrontransportkedja:
Vad är den endosymbiotiska teorin?
Endosymbiotisk teori stats att, de moderna eukaryota cellerna (mitokondrier) utvecklades i steg genom inter-samarbete till celler från en kärnlinje av ättlingar till kemoorganotrofa och fototrofa symbionter.
Den säger att mitokondrier och kloroplaster var frilevande bakterier som etablerade sig i de primitiva eukaryota cellerna, och så småningom gav den moderna eukaryota cellen.
Symbios är en specifik typ av relation där organismer från två olika arter lever i en nära, beroende relation drar nytta av varandra.
Endosymbios är en relation där den ena organismen lever inuti den andra och båda gynnas. Man tror att de ursprungliga eukaryota cellerna åt aeroba bakterier och fotosyntetiska bakterier, vilket ledde till att de utvecklades till mitokondrier respektive kloroplaster.
På grund av deras relativa självständighet och morfologiska likhet med bakterier föreslogs för länge sedan att mitokondrier och kloroplaster var ättlingar till forntida prokaryotiska organismer.
Teorin postulerar att en aerob bakterie etablerade sig i cytoplasman i en primitiv eukaryotisk cell. Denna bakterie skulle utgöra föregångaren till den nuvarande mitokondrien.
På liknande sätt skulle det endosymbiotiska upptagandet av en syrehaltig fototrofisk prokaryot ha skapat den primitiva eukaryotiska fotosyntesen. Denna fototrofa bakterie skulle då betraktas som föregångare till den nuvarande kloroplasten.
10 Bevis för den endosymbiotiska teorin:
i) Förekomst av DNA:
Mitokondriernas och kloroplasternas DNA existerar i sluten cirkulär form som i en prokaryotisk cell. Detta DNA i kloroplasten är mycket likt de fotosyntetiska blågröna bakterierna, medan mitokondriernas DNA är mycket likt de aeroba bakterierna. Båda organellerna saknar histoner och introner som bakterier.
ii) Ribosomernas storlek:
Ribosomen finns antingen i en större form (80-talet), typisk för cytoplasman i eukaryota celler, eller i en mindre form (70-talet), unik för prokaryoter. Mitokondriernas och kloroplasternas ribosomer är 70-talet i storlek, samma som hos prokaryoter.
iii) Hämning genom antibiotika:
Vissa antibiotika dödar eller hämmar bakterier genom att störa deras 70-talet ribosomala funktion. Samma antibiotika hämmar också den ribosomala funktionen i mitokondrier och kloroplaster. Liksom bakterier är mitokondrier och kloroplaster känsliga för kloramfenikol, streptomycin etc.
iv) Evolutionärt samband:
Fylogenetiska analyser med hjälp av metoden för sekvensering av ribosomalt RNA, har övertygande visat att mitokondrier och kloroplaster är evolutionärt besläktade med bakterier. Sekvensjämförelsen av mitokondrier och kloroplaster visar att mitokondrier kom från bakterielinjer som är relaterade till alfa-proteobakterier och kloroplaster har sitt ursprung i cyanobakterier.
v) Samma storlek:
Mitokondrier och kloroplaster är lika stora som bakterier. Storleken på bakterier är vanligen 0,1-10 mikrometer, medan storleken på mitokondrier och kloroplaster är 0,5-10 mikrometer respektive 1- 10 mikrometer.
vi) Plasmamembran:
Mitokondrier och kloroplaster är omgivna av två eller flera membran som bakterier. Mitokondrier har ett dubbelt membran som är ett fosfolipidbilager. Kloroplasten har tre membran yttre membran inre membran och thylakoidmembran. Grampositiva bakterier har ett plasmamembran och en cellvägg även om gramnegativa bakterier har ytterligare ett yttre membran.
vii) Sekretion av enzymer:
Mitokondrier och kloroplaster utsöndrar flera enzymer som bakterier. Mitokondrier utsöndrar till exempel monoaminoxidas, kynureninhydroxylas, c-reduktas fettsyra-Co-A-ligas, ATP-syntas osv. Kloroplastens enzymer omfattar ATP-syntas, NADP-malatdehydrogenas, fruktos-1, 6-bisfosfatas, fosforibulokinas, glukos-6-fosfatdehydrogenas m.m.
SEE MORE:
Kloroplast | Funktion, placering, & Diagram
viii) Replikation och proteinsyntes:
Likt bakterier kan mitokondrier och kloroplaster replikera sitt genom och översätta det till protein. Proteinsyntesen i mitokondrier och kloroplaster sker genom N-formylmethionyl tRNA som liknar bakteriell proteinsyntes.
ix) Bakteriell binär fission:
Mitokondrier och kloroplaster delas genom binär klyvning som bakterier. Liksom bakteriell binär klyvning replikerar också mitokondrier och kloroplaster sitt genom och delar sig i två nya organeller.
x) Elektrontransportkedja:
Elektrontransportkedjan är ett av de viktigaste bevisen för den endosymbiotiska teorin.
Likt bakteriella elektrontransportkedjor som förekom i bakteriernas plasmamembran har mitokondrier och kloroplaster också en elektrontransportkedja som förekommer i det inre mitokondriemembranet respektive i kloroplastens thylakoidmembran.
Se mer:
10 Mikrobiologins betydelse i vardagen
Molekylära uttryck Cellbiologi: Mitokondrier