ประมาณ 1.5 พันล้านปีก่อน แบคทีเรียดึกดำบรรพ์เข้ามาอาศัยภายในเซลล์ที่ใหญ่ขึ้น ส่งผลให้เกิดความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดซึ่งจะหล่อหลอมวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เซลล์ที่ใหญ่กว่าคือยูคาริโอต ซึ่งหมายความว่ามีออร์แกเนลล์ โครงสร้างที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ แต่เซลล์แบคทีเรียโปรคาริโอตไม่มีการจัดเรียงดังกล่าว เซลล์ที่ใหญ่กว่ากลัวออกซิเจน ซึ่งเป็นพิษต่อการดำรงอยู่ของพวกมัน แต่เซลล์ที่เล็กกว่านั้นใช้ออกซิเจนเพื่อสร้างพลังงานในรูปของโมเลกุลอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต หรือ ATP เซลล์ยูคาริโอตห่อหุ้มแบคทีเรียในลักษณะนักล่า แต่อย่างใด นักล่าไม่ได้ย่อยเหยื่อ ผู้ล่าและเหยื่อพึ่งพาอาศัยกัน ลินน์ มาร์กูลิส อดีตนักชีววิทยามหาวิทยาลัยบอสตัน อ้างถึงสถานการณ์เอนโดซิมไบโอติกนี้ในทฤษฎีต้นกำเนิดของเธอ ของไมโตคอนเดรีย โรงงานพลังงานของเซลล์ และสาเหตุของความคล้ายคลึงกันมากมายกับแบคทีเรีย เซลล์.
ขนาดและรูปร่าง
นักวิทยาศาสตร์สามารถวาดความสัมพันธ์ระหว่างไมโตคอนเดรียกับแบคทีเรียได้จากการปรากฏตัวเพียงอย่างเดียว ไมโตคอนเดรียมีรูปร่างอวบอ้วนคล้ายเยลลี่บีน คล้ายกับแบคทีเรียบาซิลลัสรูปแท่ง บาซิลลัสเฉลี่ยมีความยาวระหว่าง 1 ถึง 10 ไมครอน และไมโตคอนเดรียของทั้งเซลล์พืชและเซลล์สัตว์วัดได้ในช่วงเดียวกัน การสังเกตผิวเผินเหล่านี้เป็นหลักฐานหนึ่งบรรทัดที่สนับสนุนทฤษฎีที่ว่าเซลล์ยูคาริโอตดั้งเดิมได้กลืนเซลล์แบคทีเรีย ทำให้เกิดความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน
วิธีการหาร
การสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย ในกระบวนการที่เรียกว่าฟิชชัน เมื่อแบคทีเรียถึงขนาดที่กำหนดไว้ มันจะบีบตัวเองตรงกลาง ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตสองชนิด ในเซลล์ยูคาริโอต ไมโทคอนเดรียจะทำซ้ำตัวเองด้วยกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน ศูนย์บัญชาการหรือนิวเคลียสของเซลล์ส่งสัญญาณให้เซลล์ผลิตออร์แกเนลล์ โดยปกติจะเกิดขึ้นล่วงหน้าก่อนเหตุการณ์การแบ่งเซลล์ อย่างไรก็ตาม มีเพียงไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ของพืชเท่านั้นที่จำลองตัวเองได้ แม้ว่าออร์แกเนลล์อื่นๆ สามารถสร้างได้จากสารภายในเซลล์ แต่ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์จะต้องแบ่งตัวเพื่อเพิ่มจำนวน เมื่อแหล่งพลังงานในรูปของ ATP หมดลง ไมโทคอนเดรียจะแบ่งตัวเพื่อสร้างไมโทคอนเดรียเพื่อการผลิตพลังงานมากขึ้น
เมมเบรน
ไมโทคอนเดรียมีเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอก โดยเยื่อหุ้มชั้นในประกอบด้วยส่วนพับที่เรียกว่าคริสเต เยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียมีรอยพับที่เรียกว่ามีโซโซมซึ่งคล้ายกับคริสเต การผลิตพลังงานเกิดขึ้นที่เท่าเหล่านี้ เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นในประกอบด้วยโปรตีนและสารไขมันชนิดเดียวกันกับเมมเบรนพลาสมาของแบคทีเรีย เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นนอกและผนังเซลล์ของแบคทีเรียก็มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน สารไหลค่อนข้างอิสระเข้าและออกจากเยื่อหุ้มชั้นนอกของไมโตคอนเดรียและผนังเซลล์ภายนอกของแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม ทั้งเยื่อหุ้มชั้นในของไมโตคอนเดรียและเยื่อหุ้มพลาสมาของแบคทีเรียจำกัดการผ่านของสารหลายชนิด
ประเภทของดีเอ็นเอ
ทั้งเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตใช้ DNA เพื่อนำรหัสไปผลิตโปรตีน ในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตมี DNA ที่มีเกลียวสองเส้นอยู่ในรูปแบบของบันไดบิดที่เรียกว่าเกลียว แต่เซลล์แบคทีเรียก็มี DNA ของพวกมันในวงเป็นวงกลมที่เรียกว่าพลาสมิด ไมโตคอนเดรียยังมีดีเอ็นเอของตัวเองเพื่อสร้างโปรตีนของตัวเอง โดยไม่ขึ้นกับส่วนที่เหลือของเซลล์ เช่นเดียวกับแบคทีเรีย ไมโทคอนเดรียยังรวม DNA ของพวกมันไว้ในลูปด้วย ไมโตคอนเดรียโดยเฉลี่ยมีพลาสมิดระหว่างสองถึง 10 ตัว โครงสร้างเหล่านี้ประกอบด้วยข้อมูลที่จำเป็นในการรันกระบวนการทั้งหมด รวมทั้งการจำลองแบบภายในไมโตคอนเดรียหรือแบคทีเรีย
ไรโบโซมและการสังเคราะห์โปรตีน
โปรตีนทำหน้าที่ทั้งหมดภายในเซลล์ และการผลิตโปรตีน หรือการสังเคราะห์โปรตีน ถือเป็นหนึ่งในหน้าที่หลักของเซลล์ การสังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดเกิดขึ้นภายในโครงสร้างทรงกลมที่เรียกว่าไรโบโซมเท่านั้น ซึ่งกระจัดกระจายไปทั่วเซลล์ ไมโตคอนเดรียมีไรโบโซมของตัวเองเพื่อสร้างโปรตีนที่พวกเขาต้องการ การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์และทางเคมีเผยให้เห็นว่าโครงสร้างของไรโบโซมของไมโตคอนเดรียดูเหมือนกับไรโบโซมของแบคทีเรียมากกว่าไรโบโซมของเซลล์ยูคาริโอต นอกจากนี้ ยาปฏิชีวนะบางชนิด ในขณะที่ไม่มีพิษภัยต่อเซลล์ยูคาริโอต ส่งผลต่อการสังเคราะห์โปรตีนทั้งในไมโตคอนเดรียและ แบคทีเรีย ซึ่งบ่งชี้ว่ากลไกการสังเคราะห์โปรตีนในไมโตคอนเดรียนั้นคล้ายคลึงกับกลไกของแบคทีเรียมากกว่า เซลล์ยูคาริโอต