Sadržaj
Prije otprilike 1,5 milijardi godina primitivne bakterije nastanile su se u većim stanicama, što je rezultiralo intimnom vezom koja bi oblikovala evoluciju složenijih višećelijskih bića. Veća stanica bila je eukariotska, što znači da sadrži organele - strukture okružene membranama, ali prokariotska bakterijska stanica nije imala takav raspored. Veće stanice su se bojevale kisika, otrova svog postojanja, ali manje stanice su koristile kisik za stvaranje energije u obliku molekule adenosin trifosfata ili ATP-a. Eukariotska stanica omotala je bakterije na grabežljiv način, no nekako predator nije probavio plijen. Predator i plijen postali su međusobno ovisni. Bivša biologinja sa Sveučilišta u Bostonu, Lynn Margulis, navela je ovaj endosimbiotski scenarij u svojoj teoriji o podrijetlu mitohondrija, energetskim tvornicama stanica i razlogu njihove brojne sličnosti s bakterijskim stanicama.
Veličina i oblik
Na temelju samog izgleda, znanstvenici mogu nacrtati vezu između mitohondrija i bakterija. Mitohondrije imaju debeo oblik jelibusa, sličan bakterijama u obliku šipka. Prosječni bacili kreću se u rasponu od 1 do 10 mikrona, a mitohondriji i biljnih i životinjskih stanica mjere se u istom rasponu. Ova površna opažanja čine jednu crtu dokaza koji podupiru teoriju da su primitivne eukariotske stanice progutale bakterijske stanice stvarajući obostrano korisne odnose.
Metoda podjele
Bakterije se razmnožavaju u procesu koji se naziva fisija; kad bakterija dosegne unaprijed određenu veličinu, stisne se u sredini, stvarajući dva organizma. U eukariotskim stanicama mitohondriji se repliciraju u sličnom procesu. Komandni centar ili nukleus stanice signalizira ćeliji da proizvodi organele, obično prije događaja dijeljenja stanice; međutim, samo mitohondrije - i kloroplasti biljaka - reproduciraju se. Dok se druge organele mogu načiniti od tvari unutar stanice, mitohondriji i kloroplasti moraju se podijeliti kako bi povećali svoj broj. Kad se opskrba energijom u obliku ATP-a potroši, mitohondrije se dijele i čine više mitohondrije za proizvodnju energije.
Membrana
Mitohondriji posjeduju unutarnju i vanjsku membranu, pri čemu se unutarnja membrana sastoji od nabora nazvanih cristae. Stanice membrane bakterijskih nabora imaju nabore nazvane mezozom koji nalikuju krizi. Proizvodnja energije se odvija kod ovih nabora. Unutarnja mitohondrijska membrana sadrži iste vrste proteina i masnih tvari kao i bakterijska membrana plazme. Vanjska mitohondrijska membrana i stanična stijenka bakterija također sadrže slične strukture.Tvari prilično slobodno teče unutar i izvan vanjskih membrana mitohondrija i vanjskih staničnih zidova bakterija; međutim, i unutarnja membrana mitohondrija i plazma membrane bakterija ograničavaju prolazak mnogih tvari.
Vrsta DNK
I prokariotske i eukariotske stanice koriste DNK za nošenje koda za stvaranje proteina. Dok eukariotske stanice nose dvolančane DNK u obliku iskrivljenih ljestvi koje se zovu spirala, bakterijske stanice imaju svoj DNK u kružnim petljama nazvanim plazmidi. Mitohondriji također nose vlastiti DNK da bi napravili svoje vlastite proteine, neovisne o ostatku stanice; poput bakterija, mitohondriji također uključuju svoj DNK u petlje. Prosječni mitohondrij sadrži između dva i 10 ovih plazmida. Ove strukture sadrže potrebne informacije za pokretanje svih procesa, uključujući replikaciju, unutar mitohondrija ili bakterija.
Ribosomi i sinteza proteina
Proteini obavljaju sve funkcije unutar stanica, a proizvodnja proteina, odnosno sinteza proteina, predstavlja jednu od glavnih funkcija stanice. Sva sinteza proteina odvija se isključivo unutar sfernih struktura zvanih ribosomi, koje su razbacane po stanici. Mitohondriji nose vlastite ribosome da bi napravili potrebne bjelančevine. Mikroskopske i kemijske analize otkrivaju da je struktura mitohondrijskih ribosoma sličnija bakterijskim ribosomima nego ribosomima eukariotskih stanica. Uz to, određeni antibiotici, iako su neškodljivi za eukariotske stanice, utječu na sintezu proteina i u mitohondrijama i u bakterijama, što ukazuje da je mehanizam sinteze proteina u mitohondrijama sličan onome u bakterijama nego u eukariotskim stanicama.