माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया क्या विशेषताएं साझा करते हैं?

लगभग १.५ अरब साल पहले, आदिम बैक्टीरिया बड़ी कोशिकाओं के अंदर निवास करते थे, जिसके परिणामस्वरूप एक अंतरंग संबंध होता था जो अधिक जटिल, बहुकोशिकीय प्राणियों के विकास को ढालता था। बड़ी कोशिका यूकेरियोटिक थी, जिसका अर्थ है कि इसमें ऑर्गेनेल शामिल हैं - झिल्ली से घिरी संरचनाएं, लेकिन प्रोकैरियोटिक जीवाणु कोशिका में ऐसी कोई व्यवस्था नहीं थी। बड़ी कोशिकाओं को ऑक्सीजन का डर था, उनके अस्तित्व के लिए एक जहर, लेकिन छोटी कोशिकाओं ने ऑक्सीजन का उपयोग अणु एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एटीपी के रूप में ऊर्जा बनाने के लिए किया। यूकेरियोटिक कोशिका ने बैक्टीरिया को शिकारी तरीके से घेर लिया, लेकिन किसी तरह, शिकारी ने शिकार को पचा नहीं पाया। शिकारी और शिकार परस्पर निर्भर हो गए। बोस्टन विश्वविद्यालय के पूर्व जीवविज्ञानी लिन मार्गुलिस ने उत्पत्ति के अपने सिद्धांत में इस एंडोसिम्बायोटिक परिदृश्य का हवाला दिया माइटोकॉन्ड्रिया, कोशिकाओं के ऊर्जा कारखाने, और बैक्टीरिया के लिए उनकी कई समानता का कारण कोशिकाएं।

केवल उपस्थिति के आधार पर, वैज्ञानिक माइटोकॉन्ड्रिया और बैक्टीरिया के बीच संबंध बना सकते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में रॉड के आकार के बेसिली बैक्टीरिया के समान मोटा, जेलीबीन जैसी आकृतियाँ होती हैं। औसत बेसिलस लंबाई में 1 से 10 माइक्रोन के बीच होता है, और पौधे और पशु कोशिकाओं दोनों के माइटोकॉन्ड्रिया एक ही सीमा में मापते हैं। ये सतही अवलोकन इस सिद्धांत का समर्थन करने वाले साक्ष्य की एक पंक्ति का गठन करते हैं कि आदिम यूकेरियोटिक कोशिकाओं ने पारस्परिक रूप से लाभकारी संबंध बनाते हुए, जीवाणु कोशिकाओं को घेर लिया था।

जीवाणु पुनरुत्पादन विखंडन नामक प्रक्रिया में; जब कोई जीवाणु पूर्व-निर्धारित आकार में पहुंच जाता है, तो वह बीच में ही चुटकी बजाता है, जिससे दो जीव बनते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, माइटोकॉन्ड्रिया एक समान प्रक्रिया में खुद को दोहराते हैं। सेल का कमांड सेंटर, या न्यूक्लियस, सेल को ऑर्गेनेल बनाने के लिए संकेत देता है, आमतौर पर सेल-डिवाइडिंग इवेंट से पहले; हालाँकि, केवल माइटोकॉन्ड्रिया - और पौधों के क्लोरोप्लास्ट - खुद को दोहराते हैं। जबकि अन्य अंग कोशिका के भीतर पदार्थों से बनाए जा सकते हैं, माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट को अपनी संख्या बढ़ाने के लिए विभाजित करना होगा। जब एटीपी के रूप में ऊर्जा की आपूर्ति समाप्त हो जाती है, तो माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा उत्पादन के लिए अधिक माइटोकॉन्ड्रिया बनाने के लिए विभाजित हो जाते हैं।

माइटोकॉन्ड्रिया में आंतरिक और बाहरी झिल्ली होती है, जिसमें आंतरिक झिल्ली होती है जिसमें क्राइस्ट नामक सिलवटें होती हैं। बैक्टीरियल सेल मेम्ब्रेन में मेसोसोम नामक सिलवटें होती हैं जो क्राइस्ट से मिलती जुलती होती हैं। इन तहों पर ऊर्जा उत्पादन होता है। आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में जीवाणु प्लाज्मा झिल्ली के समान प्रोटीन और वसायुक्त पदार्थ होते हैं। बाहरी माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली और बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति में भी समान संरचनाएं होती हैं। पदार्थ माइटोकॉन्ड्रिया की बाहरी झिल्लियों और बैक्टीरिया की बाहरी कोशिका भित्ति के अंदर और बाहर स्वतंत्र रूप से प्रवाहित होते हैं; हालांकि, बैक्टीरिया के माइटोकॉन्ड्रियल आंतरिक झिल्ली और प्लाज्मा झिल्ली दोनों ही कई पदार्थों के पारित होने को प्रतिबंधित करते हैं।

प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक दोनों कोशिकाएं प्रोटीन बनाने के लिए कोड को ले जाने के लिए डीएनए का उपयोग करती हैं। जबकि यूकेरियोटिक कोशिकाएं डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए को एक मुड़ी हुई सीढ़ी के रूप में ले जाती हैं, जिसे हेलिक्स कहा जाता है, बैक्टीरिया कोशिकाओं का डीएनए प्लास्मिड नामक गोलाकार लूप में होता है। माइटोकॉन्ड्रिया अपने स्वयं के प्रोटीन बनाने के लिए अपना डीएनए भी ले जाते हैं, बाकी सेल से स्वतंत्र; बैक्टीरिया की तरह, माइटोकॉन्ड्रिया भी अपने डीएनए को लूप में शामिल करते हैं। एक औसत माइटोकॉन्ड्रियन में इनमें से दो से 10 प्लास्मिड होते हैं। इन संरचनाओं में माइटोकॉन्ड्रिया या बैक्टीरिया के भीतर प्रतिकृति सहित सभी प्रक्रियाओं को चलाने के लिए आवश्यक जानकारी होती है।

प्रोटीन कोशिकाओं के भीतर सभी कार्य करते हैं, और प्रोटीन का निर्माण, या प्रोटीन संश्लेषण, कोशिका के प्रमुख कार्यों में से एक है। सभी प्रोटीन संश्लेषण केवल गोलाकार संरचनाओं के भीतर होते हैं जिन्हें राइबोसोम कहा जाता है, जो पूरे सेल में बिखरे हुए हैं। माइटोकॉन्ड्रिया प्रोटीन बनाने के लिए अपने स्वयं के राइबोसोम ले जाते हैं जिनकी उन्हें आवश्यकता होती है। सूक्ष्म और रासायनिक विश्लेषण से पता चलता है कि माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोम की संरचना यूकेरियोटिक कोशिकाओं के राइबोसोम की तुलना में बैक्टीरिया राइबोसोम के समान अधिक दिखाई देती है। इसके अतिरिक्त, कुछ एंटीबायोटिक्स, जबकि यूकेरियोटिक कोशिकाओं के लिए अहानिकर हैं, माइटोकॉन्ड्रिया और दोनों में प्रोटीन संश्लेषण को प्रभावित करते हैं। बैक्टीरिया, यह दर्शाता है कि माइटोकॉन्ड्रिया में प्रोटीन संश्लेषण का तंत्र बैक्टीरिया के समान है, न कि यूकेरियोटिक कोशिकाएं।