Conţinut
Cu aproximativ 1,5 miliarde de ani în urmă, bacteriile primitive au avut reședința în interiorul celulelor mai mari, rezultând într-o relație intimă care ar modela evoluția ființelor multicelulare mai complexe. Celula mai mare era eucariotă, adică conținea organele - structuri înconjurate de membrane, dar celula bacteriană procariotă nu a avut o astfel de aranjare. Celulele mai mari se temeau de oxigen, o otravă pentru existența lor, dar celulele mai mici foloseau oxigenul pentru a produce energie sub formă de moleculă adenozină trifosfat sau ATP. Celula eucariotă a învăluit bacteriile în mod prădător, dar cumva, prădătorul nu a digerat prada. Pradă și pradă devin dependente reciproc. Fostul biolog al Universității Boston, Lynn Margulis, a menționat acest scenariu endosimbiotic în teoria ei despre originea mitocondriilor, fabricile de energie ale celulelor și motivul numeroaselor lor asemănări cu celulele bacteriene.
Mărime și formă
Bazându-se doar pe aspect, oamenii de știință pot trasa o relație între mitocondrii și bacterii. Mitocondriile au forme pline, asemănătoare cu jeleu, asemănătoare cu bacteriile bacili în formă de tijă. Bacilul mediu variază între 1 și 10 microni, iar mitocondriile celulelor vegetale și animale se măsoară în același interval. Aceste observații superficiale constituie o linie de dovezi care susțin teoria că celulele eucariote primitive au înghițit celule bacteriene, formând relații reciproce benefice.
Metoda de divizare
Bacteriile se reproduc într-un proces numit fisiune; atunci când o bacterie atinge o dimensiune prestabilită, ea se fixează la mijloc, creând două organisme. În celulele eucariote, mitocondriile se reproduc într-un proces similar. Centrul de comandă al celulei, sau nucleul, semnalează celula să producă organule, de obicei înaintea unui eveniment care divizează celulele; cu toate acestea, doar mitocondriile - și cloroplastele plantelor - se reproduc singure. În timp ce alte organele pot fi obținute din substanțe din interiorul celulei, mitocondriile și cloroplastele trebuie să se împartă pentru a-și crește numărul. Când furnizarea de energie sub formă de ATP se epuizează, mitocondriile se împart pentru a face mai multe mitocondrii pentru producerea de energie.
Membrană
Mitocondriile posedă membrane interioare și exterioare, cu membrana interioară formată din pliuri numite cristae. Membranele celulare bacteriene au pliuri numite mezomiomi care seamănă cu cristae. Producția de energie are loc la aceste falduri. Membrana mitocondrială internă conține aceleași tipuri de proteine și substanțe grase ca membrana plasmatică bacteriană. Membrana mitocondrială exterioară și peretele celular al bacteriilor conțin, de asemenea, structuri similare.Substanțele circulă destul de liber în interiorul și în afara membranelor exterioare ale mitocondriilor și a pereților celulari externi ai bacteriilor; cu toate acestea, atât membranele interne mitocondriale, cât și cele plasmatice ale bacteriilor restricționează trecerea multor substanțe.
Tipul ADN-ului
Atât celulele procariote, cât și cele eucariote folosesc ADN-ul pentru a transporta codul pentru a face proteine. În timp ce celulele eucariote poartă ADN cu două fire, sub forma unei scări răsucite numită helix, celulele bacteriene au ADN-ul lor în bucle circulare numite plasmide. Mitocondriile, de asemenea, poartă propriul ADN pentru a-și face propriile proteine, independent de restul celulei; la fel ca bacteriile, mitocondriile își încorporează ADN-ul în bucle. Un mitocondriu mediu conține între două și 10 dintre aceste plasmide. Aceste structuri conțin informațiile necesare pentru a rula toate procesele, inclusiv replicarea, în mitocondrii sau bacterii.
Ribozomi și sinteză proteică
Proteinele îndeplinesc toate funcțiile din celule, iar fabricarea proteinelor sau sinteza proteinelor constituie una dintre funcțiile majore ale celulei. Toată sinteza proteinelor are loc numai în cadrul structurilor sferice numite ribozomi, care sunt împrăștiați în întreaga celulă. Mitocondriile poartă propriile ribozomi pentru a face proteinele de care au nevoie. Analizele microscopice și chimice dezvăluie că structura ribozomilor mitocondriali apare mai asemănător cu ribozomii bacterieni decât cu ribozomii celulelor eucariote. În plus, anumite antibiotice, deși inofensive pentru celulele eucariote, afectează sinteza proteinelor atât în mitocondrii, cât și în bacterii, ceea ce indică faptul că mecanismul de sinteză de proteine în mitocondrii este similar cu cel al bacteriilor, mai degrabă decât celulele eucariote.