Conţinut
În urmă cu aproape patru miliarde de ani, primele forme de viață au apărut pe Pământ, iar acestea au fost primele bacterii. Aceste bacterii au evoluat de-a lungul timpului și s-au ramificat în numeroasele forme de viață văzute astăzi. Bacteriile aparțin grupului de organisme numite procariote, entități unicelulare care nu conțin structuri interne legate cu membrane. Cealaltă clasă de organisme sunt eucariote care au nuclee legate de membrană și alte structuri. Mitocondriile, care furnizează energie celulei, sunt una dintre aceste structuri legate de membrană numite organele. Cloroplastele sunt organele din celulele plantelor care pot face alimente. Aceste două organele au multe în comun cu bacteriile și s-ar putea să fi evoluat direct de la ele.
Genomii separati
Bacteriile își transportă ADN-ul, molecula care conține gene, în componente circulare numite plasmide. Mitocondriile și cloroplastele au propriul ADN purtat în structuri asemănătoare plasmidelor. În plus, ADN-ul mitocondriilor și cloroplastelor, precum cel al bacteriilor, nu se atașează de structuri de protecție numite histone care leagă ADN-ul. Aceste organele își fac propriul ADN și sintetizează propriile proteine independent de restul celulei.
Sinteza proteinei
Bacteriile formează proteine în structuri numite ribozomi. Procesul de fabricare a proteinelor începe cu același aminoacid, una dintre cele 20 de subunități care alcătuiesc proteine. Acest aminoacid de pornire este N-formilmetionina din bacterii, precum și mitocondrii și cloroplaste. N-formilmetionina este o formă diferită a aminoacidului metionină; proteinele produse în restul celulelor ribozomii au un semnal de început diferit - metionina simplă. În plus, ribozomii cloroplastului sunt foarte asemănătoare ribozomilor bacterieni și diferă de ribozomii celulelor.
replică
Mitocondriile și cloroplastele se produc mai mult în sine în același mod în care se reproduc bacteriile. Dacă mitocondriile și cloroplastele sunt îndepărtate dintr-o celulă, celula nu mai poate face ca aceste organule să le înlocuiască pe cele care au fost îndepărtate. Singurul mod în care aceste organele pot fi replicate este prin aceeași metodă folosită de bacterii: fisiunea binară. La fel ca bacteriile, mitocondriile și cloroplastele cresc ca mărime, își duplică ADN-ul și alte structuri și apoi se împart în două organele identice.
Sensibilitate la antibiotice
Funcția mitocondrială și cloroplastul par să fie compromise de acțiunea acelorași antibiotice care provoacă probleme bacteriilor. Antibioticele precum streptomicina, cloramfenicolul și neomicina omoară bacteriile, dar cauzează, de asemenea, deteriorarea mitocondriilor și cloroplastelor. De exemplu, cloramfenicolul acționează asupra ribozomilor, structurile din celule care sunt site-urile producției de proteine. Antibioticul acționează în mod specific asupra ribozomilor bacterieni; din păcate, afectează și ribozomii din mitocondrii, încheie un studiu din 2012 realizat de Dr. Alison E. Barnhill și colegii de la Colegiul de Medicină Veterinară din Universitatea de Stat din Iowa și publicat în revista „Agenți antimicrobieni și chimioterapie”.
Teoria endosimbiotică
Din cauza asemănărilor izbitoare dintre cloroplaste, mitocondrii și bacterii, oamenii de știință au început să cerceteze relațiile lor cu ceilalți. Biologul Lynn Margulis a dezvoltat teoria endosimbiotică în 1967, explicând originea mitocondriilor și cloroplastelor din celulele eucariote. Dr. Margulis a spus că atât mitocondriile, cât și cloroplastele au avut originea în lumea procariotă. Mitocondriile și cloroplastele au fost de fapt procariote singure, simple bacterii care au format o relație cu celulele gazdă. Aceste celule gazdă au fost procariote care nu au putut trăi în medii bogate în oxigen și au înghițit aceste precursoare mitocondriale. Aceste organisme gazdă au furnizat hrană locuitorilor lor în schimbul de a putea supraviețui într-un mediu otrăvitor care conține oxigen. Cloroplastele din celulele plantelor pot fi provenite de la organisme similare cu cianobacteriile. Precursorul cloroplastului a ajuns să trăiască simbiotic cu celulele plantelor, deoarece aceste bacterii le-ar oferi gazdelor lor hrană sub formă de glucoză, în timp ce celulele gazdă ar oferi un loc sigur pentru a trăi.