Sadržaj
Prije gotovo četiri milijarde godina, na Zemlji su se pojavili prvi oblici života, a to su bile najranije bakterije. Te su se bakterije razvijale s vremenom i vremenom su se razgraničile u mnogim oblicima života koji se danas vide. Bakterije pripadaju grupi organizama zvanih prokarioti, jednostanične cjeline koje ne sadrže unutarnje strukture vezane membranama. Druga klasa organizama su eukarioti koji imaju jezgre vezane na membranu i druge strukture. Mitohondrije, koje daju energiju za stanicu, jedna su od ovih struktura vezanih za membranu, nazvane organele. Kloroplasti su organele u biljnim stanicama koje mogu činiti hranu. Ova dva organela imaju mnogo zajedničkog s bakterijama i mogu se zapravo razviti iz njih.
Odvojeni genomi
Bakterije nose svoj DNK, molekulu koja sadrži gene, u kružnim komponentama koje nazivamo plazmidi. Mitohondriji i kloroplasti imaju svoj vlastiti DNK u plazmidnim strukturama. Pored toga, DNK mitohondrija i kloroplasta, poput bakterija, ne veže se na zaštitne strukture nazvane histoni koji vežu DNK. Ove organele stvaraju vlastitu DNK i sintetiziraju vlastite proteine neovisno o ostatku stanice.
Sinteza proteina
Bakterije stvaraju proteine u strukturama koje nazivamo ribosomi. Proces stvaranja proteina započinje istom aminokiselinom, jednom od 20 podjedinica koje čine proteine. Ta polazna aminokiselina je N-formilmetionin u bakterijama, kao i mitohondriji i kloroplasti. N-formilmetionin je drugačiji oblik aminokiseline metionin; proteini napravljeni u ostatku ćelijskih ribosoma imaju drugačiji startni signal - obični metionin. Uz to, ribosomi kloroplasta vrlo su slični bakterijskim ribosomima i razlikuju se od ribosoma stanica.
odgovor
Mitohondrije i kloroplasti čine sebe većim dijelom na isti način kao što se razmnožavaju bakterije. Ako se mitohondrije i kloroplasti uklone iz stanice, stanica više ne može stvoriti ove organele da zamijeni one koje su uklonjene. Jedini način na koji se ove organele mogu replicirati je putem iste metode kojom se koriste bakterije: binarna fisija. Poput bakterija, mitohondriji i kloroplasti rastu u veličini, umnožavaju svoju DNK i druge strukture, a zatim se dijele na dva identična organela.
Osjetljivost na antibiotike
Čini se da su funkcije mitohondrija i kloroplasta ugrožene djelovanjem istih antibiotika koji uzrokuju probleme bakterijama. Antibiotici poput streptomicina, kloramfenikola i neomicina ubijaju bakterije, ali također uzrokuju oštećenje mitohondrija i kloroplasta. Na primjer, kloramfenikol djeluje na ribosome, strukture u stanicama koje su mjesta stvaranja proteina. Antibiotik posebno djeluje na bakterijske ribosome; nažalost, također utječe na ribosome u mitohondrijama, zaključuje studiju dr. Alison E. Barnhill iz 2012. godine s kolegama s Veterinarskog fakulteta Sveučilišta Iowa State i objavljeno u časopisu "Antimikrobna sredstva i kemoterapija."
Endosimbiotska teorija
Zbog upečatljivih sličnosti kloroplasta, mitohondrija i bakterija, znanstvenici su počeli proučavati njihov međusobni odnos. Biolog Lynn Margulis je 1967. godine razvio endosimbiotsku teoriju objašnjavajući porijeklo mitohondrija i kloroplasta u eukariotskim stanicama. Dr Margulis je teoretizirao da i mitohondriji i kloroplasti potječu iz svijeta prokariota. Mitohondriji i kloroplasti zapravo su bili sami prokarioti, jednostavne bakterije koje su formirale odnos sa stanicama domaćina. Te stanice domaćini bili su prokarioti koji nisu bili u stanju živjeti u okruženjima bogatim kisikom i zahvatili su ove prekurzore mitohondrije. Ti organizmi domaćini pružali su hranu svojim stanovnicima u zamjenu za preživljavanje u otrovnom okolišu koji sadrži kisik. Kloroplasti iz biljnih stanica mogu potjecati od organizama sličnih cijanobakterijama. Prekursor kloroplasta počeo je simbiotički živjeti s biljnim stanicama jer bi te bakterije svojim domaćinima davale hranu u obliku glukoze dok će stanice domaćina pružati sigurno mjesto za život.