För cirka 1,5 miljarder år sedan tog primitiva bakterier boende i större celler, vilket resulterade i ett intimt förhållande som skulle forma utvecklingen av mer komplexa, multicellulära varelser. Den större cellen var eukaryot, vilket innebar att den innehöll organeller - strukturer omgivna av membran, men den prokaryota bakteriecellen hade inget sådant arrangemang. De större cellerna fruktade syre, ett gift för deras existens, men de mindre cellerna använde syre för att göra energi i form av molekylen adenosintrifosfat eller ATP. Den eukaryota cellen höljde bakterierna på rovdjur, men på något sätt fördjupade rovdjuret inte bytet. Predator och byte blev ömsesidigt beroende. Tidigare biolog från Boston University Lynn Margulis citerade detta endosymbiotiska scenario i sin teori om ursprunget av mitokondrier, cellens energifabriker och orsaken till deras många likheter med bakterieceller.
Storlek och form
På grund av utseendet ensam kan forskare dra ett samband mellan mitokondrier och bakterier. Mitokondrier har klumpiga, geléliknande former, som liknar de stavformade bakterierna i bakterierna. Den genomsnittliga bacillussen varierar mellan 1 och 10 mikron, och mitokondrier hos både växt- och djurceller mäter inom samma område. Dessa ytliga observationer utgör en bevisningslinje som stöder teorin om att primitiva eukaryota celler hade uppslukat bakterieceller, vilket bildar ömsesidigt fördelaktiga relationer.
Bakterier reproducerar i en process som kallas fission; När en bakterie når en förutbestämd storlek, klämmer den sig i mitten och skapar två organismer. I eukaryota celler replikerar mitokondrier sig i en liknande process. Cellens kommandocentral, eller kärna, signalerar cellen för att producera organeller, vanligtvis före en celldelande händelse; Men bara mitokondrier - och kloroplasterna av växter - replikerar sig själva. Medan andra organeller kan framställas av substanser i cellen måste mitokondrier och kloroplaster delas för att öka deras antal. När energiförsörjningen i form av ATP blir utarmad delas mitokondrier för att göra mer mitokondrier för energiproduktion.
Membran
Mitokondrier har inre och yttre membran, med inre membran som består av veck som kallas crista. Bakteriella cellmembraner har veck som heter mesosomer som liknar cristae. Energiproduktion sker vid dessa veck. Det inre mitokondriska membranet innehåller samma typer av proteiner och fettämnen som det bakteriella plasmamembranet. Det yttre mitokondriska membranet och bakterieväggens vägg innehåller också liknande strukturer. Ämnen flyter ganska fritt in och ut ur de yttre membranerna av mitokondrier och bakteriens yttre cellväggar; Både de mitokondriska inre membranerna och plasmamembranerna av bakterier begränsar emellertid många ämnenas passage.
Typ av DNA
Både prokaryota och eukaryota celler använder DNA för att bära koden för att göra proteiner. Medan eukaryota celler bär dubbelsträngat DNA i form av en snodd stege som kallas en helix, har bakterieceller deras DNA i cirkulära slingor som kallas plasmider. Mitokondrier bär också sitt eget DNA för att göra egna proteiner oberoende av resten av cellen. som bakterier, innehåller mitokondrier även DNA i loopar. En genomsnittlig mitokondrion innehåller mellan två och 10 av dessa plasmider. Dessa strukturer innehåller den nödvändiga informationen för att köra alla processer, inklusive replikering, inom mitokondrier eller bakterier.
Ribosomer och proteinsyntes
Proteiner utför alla funktioner inom celler och tillverkning av proteiner, eller proteinsyntes, utgör en av cellens huvudfunktioner. All proteinsyntes förekommer enbart inom sfäriska strukturer som kallas ribosomer, vilka är utspridda i hela cellen. Mitokondrier bär sina egna ribosomer för att göra proteinerna de behöver. Mikroskopiska och kemiska analyser avslöjar att strukturen hos mitokondria ribosomer verkar mer lik bakteriella ribosomer än till ribosomer av eukaryota celler. Dessutom påverkar vissa antibiotika, samtidigt som de är oskadliga mot eukaryota celler, proteinsyntesen i både mitokondrier och bakterier, vilket indikerar att mekanismen för proteinsyntes i mitokondrier liknar bakterier snarare än eukaryota celler.
