Ce caracteristici împart mitocondriile și bacteriile?

Cu aproximativ 1,5 miliarde de ani în urmă, bacteriile primitive au locuit în interiorul celulelor mai mari, rezultând o relație intimă care ar modela evoluția ființelor multicelulare mai complexe. Celula mai mare era eucariotă, adică conținea organite - structuri înconjurate de membrane, dar celula bacteriană procariotă nu avea un astfel de aranjament. Celulele mai mari se temeau de oxigen, o otravă pentru existența lor, dar celulele mai mici foloseau oxigenul pentru a produce energie sub forma moleculei adenozin trifosfat sau ATP. Celula eucariotă a învăluit bacteriile în mod prădător, dar cumva, prădătorul nu a digerat prada. Predatorul și prada au devenit reciproc dependente. Fosta biologă a Universității din Boston, Lynn Margulis, a citat acest scenariu endosimbiotic în teoria ei despre origine a mitocondriilor, fabricile de energie ale celulelor și motivul pentru numeroasele lor asemănări cu bacteriile celule.

Bazându-se doar pe aspect, oamenii de știință pot desena o relație între mitocondrii și bacterii. Mitocondriile au forme pline, asemănătoare jeleului, asemănătoare bacteriilor bacililor în formă de tijă. Bacilul mediu variază între 1 și 10 microni în lungime, iar mitocondriile atât ale celulelor vegetale, cât și ale celulelor animale măsoară în același interval. Aceste observații superficiale constituie o linie de dovezi care susțin teoria conform căreia celulele eucariote primitive au înghițit celulele bacteriene, formând relații reciproc avantajoase.

Se reproduc bacteriile într-un proces numit fisiune; atunci când o bacterie atinge o dimensiune prestabilită, ea se ciupe în mijloc, creând două organisme. În celulele eucariote, mitocondriile se replică într-un proces similar. Centrul de comandă sau nucleul celulei semnalizează celula să producă organite, de obicei înainte de un eveniment de divizare a celulei; totuși, numai mitocondriile - și cloroplastele plantelor - se reproduc. În timp ce alte organite pot fi fabricate din substanțe din celulă, mitocondriile și cloroplastele trebuie să se împartă pentru a-și crește numărul. Când alimentarea cu energie sub formă de ATP se epuizează, mitocondriile se divid pentru a produce mai multe mitocondrii pentru producerea de energie.

Mitocondriile posedă membrane interioare și externe, membrana interioară constând din pliuri numite criste. Membranele celulare bacteriene au pliuri numite mezosomi care seamănă cu crestele. Producția de energie are loc la aceste falduri. Membrana mitocondrială internă conține aceleași tipuri de proteine ​​și substanțe grase ca și membrana plasmatică bacteriană. Membrana mitocondrială exterioară și peretele celular al bacteriilor conțin, de asemenea, structuri similare. Substanțele curg destul de liber în și din membranele exterioare ale mitocondriilor și pereții celulari externi ai bacteriilor; cu toate acestea, atât membranele interioare mitocondriale, cât și membranele plasmatice ale bacteriilor restricționează trecerea multor substanțe.

Atât celulele procariote, cât și cele eucariote utilizează ADN pentru a transporta codul pentru a produce proteine. În timp ce celulele eucariote poartă ADN bicatenar sub forma unei scări răsucite numite helix, celulele bacteriene își au ADN-ul în bucle circulare numite plasmide. Mitocondriile poartă, de asemenea, propriul ADN pentru a-și face propriile proteine, independent de restul celulei; la fel ca bacteriile, mitocondriile își încorporează ADN-ul în bucle. O mitocondrie medie conține între două și 10 dintre aceste plasmide. Aceste structuri conțin informațiile necesare pentru a rula toate procesele, inclusiv replicarea, în mitocondrii sau bacterii.

Proteinele îndeplinesc toate funcțiile din interiorul celulelor, iar fabricarea proteinelor sau sinteza proteinelor constituie una dintre funcțiile majore ale celulei. Toată sinteza proteinelor are loc exclusiv în structuri sferice numite ribozomi, care sunt împrăștiate în celulă. Mitocondriile își transportă propriile ribozomi pentru a produce proteinele de care au nevoie. Analizele microscopice și chimice relevă faptul că structura ribozomilor mitocondriale pare mai asemănătoare cu ribozomii bacterieni decât cu ribozomii celulelor eucariote. În plus, anumite antibiotice, deși sunt inofensive pentru celulele eucariote, afectează sinteza proteinelor atât în ​​mitocondrii, cât și în bacterii, indicând faptul că mecanismul sintezei proteinelor în mitocondrii este mai degrabă similar cu cel al bacteriilor decât Celulele eucariote.