Obsah
Pred takmer štyrmi miliardami rokov sa na Zemi objavili prvé formy života a išlo o najskoršie baktérie. Tieto baktérie sa vyvinuli v priebehu času a nakoniec sa rozvetvili do mnohých foriem života, ktoré sú dnes vidieť. Baktérie patria do skupiny organizmov nazývaných prokaryoty, jednobunkové entity, ktoré neobsahujú vnútorné štruktúry viazané na membrány. Inou triedou organizmov sú eukaryoty, ktoré majú na jadre viazané membrány a iné štruktúry. Mitochondrie, ktoré poskytujú energiu pre bunku, sú jednou z týchto membránovo viazaných štruktúr nazývaných organely. Chloroplasty sú organely v rastlinných bunkách, ktoré dokážu pripraviť jedlo. Tieto dve organely majú s baktériami veľa spoločného a môžu sa z nich vyvinúť priamo.
Samostatné genomy
Baktérie nesú svoju DNA, molekulu, ktorá obsahuje gény, v cirkulárnych zložkách nazývaných plazmidy. Mitochondrie a chloroplasty majú svoju vlastnú DNA nesenú v plazmatických štruktúrach. Okrem toho sa DNA mitochondrií a chloroplastov, podobne ako baktérií, nepripája na ochranné štruktúry nazývané históny, ktoré sa viažu na DNA. Tieto organely si vytvárajú svoju vlastnú DNA a syntetizujú svoje vlastné proteíny nezávisle od zvyšku bunky.
Syntézy bielkovín
Baktérie vytvárajú proteíny v štruktúrach nazývaných ribozómy. Proces výroby proteínov začína rovnakou aminokyselinou, jednou z 20 podjednotiek, ktoré tvoria proteíny. Táto východisková aminokyselina je N-formylmetionín v baktériách, ako aj v mitochondriách a chloroplastoch. N-formylmetionín je iná forma aminokyseliny metionín; proteíny vyrobené v ostatných bunkách majú ribozómy odlišný štartovací signál - čistý metionín. Okrem toho sú chloroplastové ribozómy veľmi podobné bakteriálnym ribozómom a líšia sa od bunkových ribozómov.
replikácie
Mitochondrie a chloroplasty sa robia viac samy o sebe rovnakým spôsobom, ako sa množia baktérie. Ak sa z bunky odstránia mitochondrie a chloroplasty, bunka už nemôže vytvoriť žiadne z týchto organel, ktoré by nahradili tie, ktoré boli odstránené. Jediný spôsob, ako sa tieto organely môžu replikovať, je pomocou rovnakej metódy, akú používajú baktérie: binárne štiepenie. Rovnako ako baktérie, mitochondrie a chloroplasty rastú vo veľkosti, duplikujú svoju DNA a ďalšie štruktúry a potom sa rozdelia na dve identické organely.
Citlivosť na antibiotiká
Zdá sa, že mitochondriálna funkcia a funkcia chloroplastov sú oslabené pôsobením rovnakých antibiotík, ktoré spôsobujú baktériám problémy. Antibiotiká ako streptomycín, chloramfenikol a neomycín ničia baktérie, ale tiež spôsobujú poškodenie mitochondrií a chloroplastov. Napríklad chloramfenikol pôsobí na ribozómy, štruktúry v bunkách, ktoré sú miestami produkcie proteínov. Antibiotikum špecificky pôsobí na bakteriálne ribozómy; Bohužiaľ to tiež ovplyvňuje ribozómy v mitochondriách, uzatvára štúdiu Dr. Alison E. Barnhill a kolegov z State College of Veterinary Medicine Iowa State 2012 z roku 2012 a uverejňuje ju v časopise „Antimikrobiálne látky a chemoterapia“.
Endosymbiotická teória
Vedci začali kvôli vzájomným vzťahom medzi chloroplastami, mitochondriami a baktériami skúmať vzájomný vzťah. Biológ Lynn Margulis vyvinul endosymbiotickú teóriu v roku 1967, ktorá vysvetľuje pôvod mitochondrií a chloroplastov v eukaryotických bunkách. Margulis predpokladal, že mitochondrie aj chloroplasty pochádzajú z prokaryotického sveta. Mitochondrie a chloroplasty boli v skutočnosti samotné prokaryoty, jednoduché baktérie, ktoré vytvorili vzťah s hostiteľskými bunkami. Tieto hostiteľské bunky boli prokaryoty, ktoré neboli schopné žiť v prostrediach bohatých na kyslík a pohltili tieto mitochondriálne prekurzory. Tieto hostiteľské organizmy poskytovali svojim obyvateľom jedlo výmenou za to, že mohli prežiť v jedovatom prostredí obsahujúcom kyslík. Chloroplasty z rastlinných buniek môžu pochádzať z organizmov podobných cyanobaktériám. Chloroplastový prekurzor prišiel symbioticky žiť s rastlinnými bunkami, pretože tieto baktérie by poskytovali svojim hostiteľom jedlo vo forme glukózy, zatiaľ čo hostiteľské bunky by poskytovali bezpečné miesto na život.