Körülbelül 1,5 milliárd évvel ezelőtt a primitív baktériumok nagyobb sejtekben tartózkodtak, és olyan intim kapcsolatot eredményeztek, amely formálta a bonyolultabb, többsejtű lények evolúcióját. A nagyobb sejt eukarióta volt, vagyis organellákat tartalmazott - membránokkal körülvett struktúrák, de a prokarióta baktériumsejt nem rendelkezett ilyen elrendezéssel. A nagyobb sejtek tartottak az oxigéntől, létük mérgétől, de a kisebb sejtek az oxigént felhasználva energiát termeltek az adenozin-trifoszfát vagy ATP molekula formájában. Az eukarióta sejt ragadozó módon burkolta be a baktériumokat, de a ragadozó valahogy nem emésztette meg a zsákmányt. A ragadozó és a zsákmány kölcsönösen függővé vált. A Bostoni Egyetem volt biológusa, Lynn Margulis ezt az endoszimbiotikus forgatókönyvet idézte származási elméletében a mitokondriumok, a sejtek energiagyárai, valamint a baktériumokhoz való számos hasonlóságuk oka sejtek.
Méret és alak
Csak a megjelenés alapján a tudósok kapcsolatot tudnak felmutatni a mitokondrium és a baktérium között. A mitokondriumok kövér, jellybean-szerű formájúak, hasonlóak a rúd alakú bacilus baktériumokhoz. Az átlagos bacillus hossza 1 és 10 mikron között van, és a növényi és állati sejtek mitokondriumai ugyanabban a tartományban mérnek. Ezek a felszínes megfigyelések egy olyan bizonyítékot alkotnak, amely alátámasztja azt az elméletet, miszerint a primitív eukarióta sejtek elnyelték a baktériumsejteket, kölcsönösen előnyös kapcsolatokat kialakítva.
A felosztás módszere
A baktériumok szaporodnak hasadásnak nevezett folyamatban; amikor egy baktérium eléri az előre meghatározott nagyságot, középen megcsípi magát, két organizmust hozva létre. Az eukarióta sejtekben a mitokondriumok hasonló folyamatban replikálódnak. A sejt parancsközpontja vagy magja jelzi a sejtnek, hogy organellákat termeljen, általában egy sejtosztódási esemény előtt; azonban csak a mitokondrium - és a növények kloroplasztikája - replikálja önmagát. Míg más sejtsejtek előállíthatók a sejten belüli anyagokból, a mitokondriumoknak és a kloroplasztoknak meg kell osztódniuk számuk növelése érdekében. Amikor az ATP formájában az energiaellátás kimerül, a mitokondriumok megoszlanak, hogy több mitokondriumot hozzanak létre az energiatermeléshez.
Membrán
A mitokondriumok belső és külső membránnal rendelkeznek, a belső membrán cristae nevű redőkből áll. A baktériumsejtek membránjain mezoszómáknak nevezett redők vannak, amelyek hasonlítanak a cristae-ra. Az energiatermelés ezeken a redőkön megy végbe. A belső mitokondriális membrán ugyanolyan típusú fehérjéket és zsíros anyagokat tartalmaz, mint a bakteriális plazmamembrán. A baktériumok külső mitokondriális membránja és sejtfala szintén hasonló struktúrákat tartalmaz. Az anyagok meglehetősen szabadon áramlanak a mitokondrium külső membránjain és a baktériumok külső sejtfalain belül; azonban mind a mitokondriális belső membránok, mind a baktériumok plazmamembránjai sok anyag átjutását korlátozzák.
A DNS típusa
Mind a prokarióta, mind az eukarióta sejtek DNS-t használnak a kód hordozásához fehérjék előállításához. Míg az eukarióta sejtek kettős szálú DNS-t tartalmaznak egy csavart létra formájában, amelyet hélixnek hívnak, a baktériumsejtek DNS-e körkörös hurkokban, amelyeket plazmidoknak neveznek. A mitokondrium a saját DNS-ét is hordozza saját fehérjéinek előállításához, függetlenül a sejt többi részétől; A baktériumokhoz hasonlóan a mitokondriumok is beépítik DNS-jüket a hurkokba. Egy átlagos mitokondrium kettő és tíz ilyen plazmidot tartalmaz. Ezek a struktúrák tartalmazzák a szükséges információkat az összes folyamat futtatásához, beleértve a replikációt is a mitokondriumokban vagy a baktériumokban.
Riboszómák és fehérjeszintézis
A fehérjék minden funkciót ellátnak a sejteken belül, és a fehérjék előállítása vagy a fehérjeszintézis a sejt egyik fő funkcióját képezi. Az összes fehérjeszintézis kizárólag a gömbös struktúrákban, az úgynevezett riboszómákban megy végbe, amelyek szétszóródnak az egész sejtben. A mitokondrium saját riboszómáját hordozza a szükséges fehérjék előállításához. A mikroszkópos és kémiai elemzések azt mutatják, hogy a mitokondriális riboszómák szerkezete jobban hasonlít a bakteriális riboszómákhoz, mint az eukarióta sejtek riboszómáihoz. Ezenkívül bizonyos antibiotikumok, bár ártalmatlanok az eukarióta sejtekre nézve, mind a mitokondriumban, mind a mitokondriumban befolyásolják a fehérjeszintézist. baktériumok, jelezve, hogy a mitokondriumokban a fehérjeszintézis mechanizmusa inkább hasonlít a baktériumokéhoz, mintsem eukarióta sejtek.
