Innehåll
För cirka 1,5 miljarder år sedan bodde primitiva bakterier i större celler, vilket resulterade i ett intimt förhållande som skulle forma utvecklingen av mer komplexa, flercelliga varelser. Den större cellen var eukaryot, vilket innebar att den innehöll organeller - strukturer omgivna av membran, men den prokaryota bakteriecellen hade inget sådant arrangemang. De större cellerna fruktade syre, ett gift för deras existens, men de mindre cellerna använde syre för att skapa energi i form av molekylen adenosintrifosfat eller ATP. Den eukaryota cellen omslöt bakterierna på rovdjur, men på något sätt smutsade rovdjuret inte bytet. Rovdjur och rov blev beroende av varandra. Tidigare Boston University biolog Lynn Margulis citerade detta endosymbiotiska scenarie i sin teori om mitokondriernas ursprung, cellernas energifabriker och orsaken till deras många likheter med bakterieceller.
Storlek och form
Baserat på enbart utseende kan forskare skapa en relation mellan mitokondrier och bakterier. Mitokondrier har fylliga, gelé-liknande former, liknande de stavformade bacillibakterierna. Den genomsnittliga bacillusen sträcker sig mellan 1 och 10 mikron i längd, och mitokondrierna för både växt- och djurceller mäter i samma intervall. Dessa ytliga observationer utgör en rad bevis som stödjer teorin om att primitiva eukaryota celler hade uppslukat bakterieceller och bildat ömsesidigt fördelaktiga förhållanden.
Uppdelningsmetod
Bakterier reproduceras i en process som kallas fission; när en bakterie når en förbestämd storlek, klämmer den sig i mitten och skapar två organismer. I eukaryota celler replikerar mitokondrier sig i en liknande process. Cellens kommandocentral, eller kärnan, signalerar cellen att producera organeller, vanligtvis före en celldelande händelse; emellertid, endast mitokondrier - och kloroplaster av växter - replikerar sig själva. Medan andra organeller kan tillverkas av ämnen i cellen måste mitokondrier och kloroplaster delas för att öka antalet. När energiförsörjningen i form av ATP tappas delas mitokondrierna för att göra mer mitokondrier för energiproduktion.
Membran
Mitokondrier har inre och yttre membran, där det inre membranet består av veck som kallas cristae. Bakteriella cellmembran har veck som kallas mesosomer som liknar cristae. Energiproduktion sker vid dessa veck. Det inre mitokondriella membranet innehåller samma typer av proteiner och feta ämnen som det bakteriella plasmamembranet. Det yttre mitokondriska membranet och cellväggen hos bakterier innehåller också liknande strukturer.Ämnen flyter ganska fritt in och ut från de yttre membranen i mitokondrier och de yttre cellväggarna hos bakterier; emellertid begränsar både de mitokondriella inre membranen och plasmamembranen av bakterier passagen för många substanser.
Typ av DNA
Både prokaryota och eukaryota celler använder DNA för att bära koden för att göra proteiner. Medan eukaryota celler bär dubbelsträngat DNA i form av en vriden stege som kallas en spiral, har bakterieceller sitt DNA i cirkulära slingor som kallas plasmider. Mitokondrier bär också sitt eget DNA för att göra sina egna proteiner, oberoende av resten av cellen; som bakterier, integrerar mitokondrier också deras DNA i slingor. En genomsnittlig mitokondrion innehåller mellan två och 10 av dessa plasmider. Dessa strukturer innehåller nödvändig information för att köra alla processer, inklusive replikering, inom mitokondrierna eller bakterierna.
Ribosomer och proteinsyntes
Proteiner utför alla funktioner inom cellerna, och tillverkningen av proteiner eller proteinsyntes utgör en av cellens huvudfunktioner. All proteinsyntes sker endast inom sfäriska strukturer som kallas ribosomer, som är spridda över cellen. Mitokondrier bär sina egna ribosomer för att göra de proteiner de behöver. Mikroskopiska och kemiska analyser visar att strukturen för mitokondriella ribosomer verkar mer lik bakteriella ribosomer än ribosomer i eukaryota celler. Dessutom påverkar vissa antibiotika, även om de är oskadliga för eukaryota celler, proteinsyntes i både mitokondrier och bakterier, vilket indikerar att mekanismen för proteinsyntes i mitokondrier liknar den för bakterier snarare än eukaryota celler.