Sisältö
Lähes neljä miljardia vuotta sitten ensimmäiset elämänmuodot ilmestyivät maan päälle, ja nämä olivat varhaisimpia bakteereja. Nämä bakteerit kehittyivät ajan myötä ja haarautuivat lopulta moniin nykyisiin elämänmuotoihin. Bakteerit kuuluvat prokaryooteiksi kutsuttujen organismien ryhmään, yksisoluisiin kokonaisuuksiin, jotka eivät sisällä membraaneihin sitoutuneita sisäisiä rakenteita. Toinen organismiluokka on eukaryootit, joilla on kalvoon sitoutuneet ytimet ja muut rakenteet. Mitokondriat, jotka tarjoavat energiaa solulle, ovat yksi näistä membraaniin sitoutuneista rakenteista, joita kutsutaan organelleiksi. Klooroplastit ovat kasvisolujen organelleja, jotka voivat tehdä ruokaa. Näillä kahdella organellalla on paljon yhteistä bakteereiden kanssa ja ne ovat itse asiassa voineet kehittyä suoraan niistä.
Erilliset genomit
Bakteerit kantavat DNA: n, geenien sisältävän molekyylin, pyöreissä komponenteissa, joita kutsutaan plasmideiksi. Mitokondrioilla ja kloroplasteilla on oma DNA kannettuna plasmidimaisissa rakenteissa. Lisäksi mitokondrioiden ja kloroplastien, kuten bakteerien, DNA ei kiinnity suojaaviin rakenteisiin, joita kutsutaan histoneiksi, jotka sitovat DNA: ta. Nämä organelit tekevät oman DNA: n ja syntetisoivat omat proteiininsa riippumattomasti muusta solusta.
Proteiinisynteesi
Bakteerit tekevät proteiineja rakenteissa, joita kutsutaan ribosomeiksi. Proteiinien valmistusprosessi alkaa samalla aminohapolla, yhdellä 20 alayksiköstä, jotka muodostavat proteiineja. Tämä lähtö aminohappo on N-formyylimetioniini bakteereissa, samoin kuin mitokondrioissa ja kloroplasteissa. N-formyylimetioniini on aminohapon metioniinin eri muoto; muissa soluissa olevien ribosomien proteiineilla on erilainen aloitussignaali - tavallinen metioniini. Lisäksi klooroplastiset ribosomit ovat hyvin samankaltaisia kuin bakteeri-ribosomit ja eroavat solujen ribosomeista.
replikointi
Mitokondriat ja kloroplastit tekevät enemmän itsestään samalla tavalla kuin bakteerit lisääntyvät. Jos mitokondriat ja kloroplastit poistetaan solusta, solu ei voi enää tehdä näistä organelleista korvata poistettuja. Ainoa tapa näitä organelleja replikoida on samalla menetelmällä, jota bakteerit käyttävät: binaarifissio. Kuten bakteerit, mitokondriat ja kloroplastit kasvavat kooltaan, monistavat niiden DNA: n ja muut rakenteet ja jakautuvat sitten kahteen identtiseen organelliin.
Herkkyys antibiootteihin
Näiden monokondrioiden ja kloroplastien toiminta näyttää vaarantuvan samojen antibioottien vaikutuksesta, jotka aiheuttavat ongelmia bakteereille. Antibiootit, kuten streptomysiini, kloramfenikoli ja neomysiini, tappavat bakteerit, mutta ne aiheuttavat vahinkoa myös mitokondrioille ja kloroplasteille. Esimerkiksi kloramfenikoli vaikuttaa ribosomeihin, solujen rakenteisiin, jotka ovat proteiinintuotannon kohtia. Antibiootti vaikuttaa erityisesti bakteerien ribosomeihin; valitettavasti se vaikuttaa myös mitokondrioiden ribosomeihin, päättelee tri Alison E. Barnhillin ja Iowan osavaltion yliopiston eläinlääketieteellisen korkeakoulun kollegoiden vuoden 2012 tutkimus, joka julkaistiin lehdessä "Antimicrobial Agents and Chemotherapy."
Endosymbioottinen teoria
Klooroplastien, mitokondrioiden ja bakteerien silmiinpistävien samankaltaisuuksien vuoksi tutkijat alkoivat tutkia heidän suhteitaan toisiinsa. Biologi Lynn Margulis kehitti endosymbioottiteorian vuonna 1967, selittäen mitokondrioiden ja kloroplastien alkuperän eukaryoottisoluissa. Tohtori Margulis teoreettisesti totesi, että sekä mitokondriat että kloroplastit ovat peräisin prokaryoottisesta maailmasta. Mitokondriat ja kloroplastit olivat itse itse prokaryootteja, yksinkertaisia bakteereja, jotka muodostivat suhteen isäntäsoluihin. Nämä isäntäsolut olivat prokaryootteja, jotka eivät kyenneet elää happea sisältävissä ympäristöissä ja imevät nämä mitokondrion esiasteet. Nämä isäntäorganismit tarjosivat asukkailleen ruokaa vastineeksi kyvystä selviytyä myrkyllisessä happea sisältävässä ympäristössä. Kasvisolujen klooriplastit ovat saattaneet olla peräisin sinileväbakteerien kaltaisista organismeista. Klooroplasti-esiaste tuli elämään symbioottisesti kasvisolujen kanssa, koska nämä bakteerit toimittaisivat isännilleen ruuan glukoosina, kun taas isäntäsolut tarjoaisivat turvallisen paikan elää.