Mitä ominaisuuksia mitokondrioilla ja bakteereilla on?

Noin 1,5 miljardia vuotta sitten primitiiviset bakteerit asuivat suurempien solujen sisällä, mikä johti läheiseen suhteeseen, joka muovaisi monimutkaisempien, monisoluisten olentojen evoluution. Isompi solu oli eukaryoottinen, eli se sisälsi organelleja - rakenteita, joita ympäröivät kalvot, mutta prokaryoottisilla bakteerisoluilla ei ollut tällaista järjestelyä. Isommat solut pelkäsivät happea, myrkyllisyyttä olemassaololleen, mutta pienemmät solut käyttivät happea energian tuottamiseen molekyylin adenosiinitrifosfaatti tai ATP muodossa. Eukaryoottisolu ympäröi bakteerit saalistushinnalla, mutta saalistaja ei jotenkin sulanut saalista. Petoeläin ja saalis saivat toisistaan ​​riippuvuuden. Entinen Bostonin yliopiston biologi Lynn Margulis mainitsi alkuperäteoriassaan tämän endosymbiotisen skenaarion mitokondrioiden, solujen energiatehtaiden, ja syyn niiden lukuisille samankaltaisuuksille bakteerien kanssa soluja.

Pelkästään ulkonäön perusteella tutkijat voivat piirtää suhteen mitokondrioiden ja bakteerien välillä. Mitokondrioilla on pulleat, hyytelömäiset muodot, samanlaiset kuin sauvan muotoiset basillibakteerit. Keskimääräinen bacillus on 1-10 mikronin pituinen, ja sekä kasvi- että eläinsolujen mitokondriot mitataan samalla alueella. Nämä pinnalliset havainnot muodostavat yhden todistusviivan, joka tukee teoriaa siitä, että primitiiviset eukaryoottisolut olivat saaneet bakteerisolut muodostamaan molempia osapuolia hyödyttäviä suhteita.

Bakteerit lisääntyvät prosessissa, jota kutsutaan fissioksi; kun bakteeri saavuttaa ennalta määrätyn koon, se puristaa itseään keskelle ja luo kaksi organismia. Eukaryoottisoluissa mitokondriot toistavat itsensä samanlaisessa prosessissa. Solun komentokeskus tai ydin antaa solulle signaalin tuottaa organelleja, yleensä ennen solunjakautumistapahtumaa; kuitenkin vain mitokondriot - ja kasvien kloroplastit - toistavat itseään. Muita organelleja voidaan valmistaa solussa olevista aineista, mutta mitokondrioiden ja kloroplastien on jaettava niiden lukumäärän lisäämiseksi. Kun ATP: n muodossa oleva energiansaanti loppuu, mitokondriot jakautuvat tekemään enemmän mitokondrioita energiantuotantoon.

Mitokondrioissa on sisä- ja ulkokalvot, ja sisäkalvo koostuu taiteista, joita kutsutaan cristaeiksi. Bakteerisolukalvoissa on mesosomeiksi kutsuttuja taitoksia, jotka muistuttavat cristaea. Energiantuotanto tapahtuu näillä poimuilla. Sisäinen mitokondrioiden kalvo sisältää samantyyppisiä proteiineja ja rasva-aineita kuin bakteeriplasman kalvo. Bakteerien ulompi mitokondrioiden kalvo ja soluseinä sisältävät myös samanlaisia ​​rakenteita. Aineet virtaavat melko vapaasti mitokondrioiden ulkokalvoihin ja bakteerien ulkoseiniin ja ulos niistä; bakteerien sekä mitokondrioiden sisä- että plasmakalvot rajoittavat kuitenkin monien aineiden kulkua.

Sekä prokaryoottiset että eukaryoottiset solut käyttävät DNA: ta koodin kantamiseen proteiinien valmistamiseksi. Vaikka eukaryoottisolut kuljettavat kaksisäikeistä DNA: ta kiertyneiden tikkaiden muodossa, jota kutsutaan kierteeksi, bakteerisolujen DNA on pyöreissä silmukoissa, joita kutsutaan plasmideiksi. Mitokondriot kantavat myös omaa DNA: ta omien proteiiniensa valmistamiseksi riippumatta solun muusta osasta; kuten bakteerit, myös mitokondriot sisällyttävät DNA: nsa silmukoihin. Keskimääräinen mitokondrio sisältää 2-10 näistä plasmideista. Nämä rakenteet sisältävät tarvittavat tiedot kaikkien prosessien, myös replikaation, suorittamiseksi mitokondrioissa tai bakteereissa.

Proteiinit suorittavat kaikki toiminnot soluissa, ja proteiinien valmistus tai proteiinisynteesi on yksi solun päätoiminnoista. Kaikki proteiinisynteesi tapahtuu yksinomaan pallomaisissa rakenteissa, joita kutsutaan ribosomeiksi, jotka ovat hajallaan solussa. Mitokondrioissa on omat ribosominsa tarvittavien proteiinien valmistamiseksi. Mikroskooppiset ja kemialliset analyysit paljastavat, että mitokondrioiden ribosomien rakenne näyttää olevan samanlainen kuin bakteerien ribosomeilla kuin eukaryoottisolujen ribosomeilla. Lisäksi tietyt antibiootit, vaikka ne ovat vaarattomia eukaryoottisoluille, vaikuttavat proteiinisynteesiin sekä mitokondrioissa että bakteereja, mikä osoittaa, että proteiinisynteesin mekanismi mitokondrioissa on samanlainen kuin bakteerien mekanismi eukaryoottisolut.