Umbes 1,5 miljardit aastat tagasi elasid primitiivsed bakterid suuremates rakkudes, mille tulemuseks oli intiimne suhe, mis vormis keerukamate, mitmerakuliste olendite arengut. Suurem rakk oli eukarüootne, see tähendab, et see sisaldas organelle - membraanidega ümbritsetud struktuure, kuid prokarüootsel bakterirakul sellist paigutust polnud. Suuremad rakud kartsid hapnikku, nende olemasolu mürki, kuid väiksemad rakud kasutasid hapnikku energia saamiseks molekuli adenosiintrifosfaadi ehk ATP kujul. Eukarüootne rakk ümbritses baktereid röövellikul moel, kuid kuidagi ei seedinud kiskja saaki. Kiskja ja saakloom muutusid vastastikku sõltuvaks. Bostoni ülikooli endine bioloog Lynn Margulis tsiteeris oma päritoluteoorias seda endosümbiootilist stsenaariumi mitokondrite, rakkude energiatehaste ja nende arvukate sarnasuste põhjus bakteritega rakke.
Suurus ja kuju
Ainult välimuse põhjal saavad teadlased tõmmata seose mitokondrite ja bakterite vahel. Mitokondritel on lihavad, tarretisetaolised vormid, mis sarnanevad vardakujuliste batsillibakteritega. Keskmine batsill on vahemikus 1 kuni 10 mikronit ning nii taime- kui ka loomarakkude mitokondrid mõõdavad samas vahemikus. Need pealiskaudsed vaatlused moodustavad ühe tõendusmaterjali, mis toetab teooriat, et primitiivsed eukarüootsed rakud olid neelanud bakterirakud, moodustades vastastikku kasulikke suhteid.
Jagamismeetod
Bakterid paljunevad lõhustumise protsessis; kui bakter saavutab ettemääratud suuruse, näpistab ta ennast keskelt, luues kaks organismi. Eukarüootsetes rakkudes kordavad mitokondrid end sarnases protsessis. Raku juhtimiskeskus ehk tuum annab rakule märku organellide tootmiseks, tavaliselt enne raku jagamise sündmust; siiski kordavad end ainult mitokondrid - ja taimede kloroplastid. Kui rakus leiduvatest ainetest saab valmistada teisi organelle, peavad mitokondrid ja kloroplastid nende arvu suurendamiseks jagunema. Kui energiavarustus ATP kujul ammendub, jagunevad mitokondrid energia tootmiseks mitokondrite tootmiseks.
Membraan
Mitokondritel on sisemine ja välimine membraan, kusjuures sisemine membraan koosneb voldikestest, mida nimetatakse ristikuteks. Bakterirakkude membraanidel on mesosoomideks nimetatud voldid, mis sarnanevad ristikutega. Nendes voldikutes toimub energia tootmine. Sisemine mitokondriaalne membraan sisaldab sama tüüpi valke ja rasvaseid aineid kui bakteriaalne plasmamembraan. Ka välimine mitokondriaalmembraan ja bakterite rakusein sisaldavad sarnaseid struktuure. Ained voolavad üsna vabalt mitokondrite välismembraanidesse ja bakterite välisseinaseintesse; aga nii mitokondrite sisemembraanid kui ka bakterite plasmamembraanid piiravad paljude ainete läbipääsu.
DNA tüüp
Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed rakud kasutavad DNA-d valkude valmistamiseks koodi kandmiseks. Kui eukarüootsed rakud kannavad kaheahelalist DNA-d keerdredeli kujul, mida nimetatakse heeliksiks, siis bakterirakkude DNA on ringikujulistes silmustes, mida nimetatakse plasmiidideks. Mitokondrid kannavad ka oma DNA-d oma valkude valmistamiseks, sõltumata ülejäänud rakust; nagu bakterid, ühendavad mitokondrid ka oma DNA silmustesse. Keskmine mitokondrion sisaldab neid plasmiide kaks kuni kümme. Need struktuurid sisaldavad vajalikku teavet kõigi protsesside, sealhulgas replikatsiooni läbiviimiseks mitokondrites või bakterites.
Ribosoomid ja valgusüntees
Valgud täidavad rakkudes kõiki funktsioone ja valkude tootmine ehk valgusüntees on raku üks peamisi funktsioone. Kogu valgusüntees toimub ainult sfäärilistes struktuurides, mida nimetatakse ribosoomideks ja mis on rakus laiali. Mitokondritel on vajalike valkude valmistamiseks oma ribosoomid. Mikroskoopilised ja keemilised analüüsid näitavad, et mitokondriaalsete ribosoomide struktuur näib olevat sarnasem bakteriaalsete ribosoomide kui eukarüootsete rakkude ribosoomidega. Lisaks mõjutavad teatud antibiootikumid, ehkki eukarüootsete rakkude jaoks kahjutud, valgusünteesi nii mitokondrites kui ka bakterid, mis näitab, et valkude sünteesi mehhanism mitokondrites sarnaneb pigem bakterite kui mitte eukarüootsed rakud.