Närkring fyra miljarder år sedan uppträdde de första formerna av liv på jorden, och dessa var de tidigaste bakterierna. Dessa bakterier utvecklades över tiden och så småningom förgrenade sig till de många formerna av liv som ses idag. Bakterier hör till gruppen av organismer som kallas prokaryoter, encelliga enheter som inte innehåller inre strukturer bundna med membran. Den andra klassen av organismer är eukaryoter som har membranbundna kärnor och andra strukturer. Mitokondrier, som ger energi till cellen, är en av dessa membranbundna strukturer som kallas organeller. Kloroplaster är organeller i växtceller som kan göra mat. Dessa två organeller har mycket gemensamt med bakterier och kan faktiskt ha utvecklats direkt från dem.
Separata genomer
Bakterier bär sina DNA, molekylen som innehåller gener i cirkulära komponenter som kallas plasmider. Mitokondrier och kloroplaster har sina egna DNA bärna i plasmidliknande strukturer. Dessutom fäster DNA-proteinet av mitokondrier och kloroplaster, som för bakterier, inte till skyddande strukturer som kallas histoner som binder DNA. Dessa organeller gör sitt eget DNA och syntetiserar sina egna proteiner oberoende av resten av cellen.
Proteinsyntes
Bakterier gör proteiner i strukturer som kallas ribosomer. Proteinframställningsprocessen börjar med samma aminosyra, en av 20 underenheter som utgör proteiner. Denna utgångs aminosyra är N-formylmetionin i bakterier såväl som mitokondrier och kloroplaster. N-formylmetionin är en annan form av aminosyrametioninen; proteinerna i resten av cellens ribosomer har en annan startsignal - vanlig metionin. Dessutom kloroplast ribosomer är mycket lik bakteriella ribosomer och skiljer sig från cellens ribosomer.
Replikation
Mitokondrier och kloroplaster gör sig mer eller mindre lika mycket som bakterier reproducerar. Om mitokondrier och kloroplaster avlägsnas från en cell, kan cellen inte göra några fler av dessa organeller för att ersätta de som avlägsnades. Det enda sättet att dessa organeller kan replikeras är genom samma metod som används av bakterier: binär fission. Liksom bakterier växer mitokondrier och kloroplaster i storlek, duplicerar deras DNA och andra strukturer, och delas sedan in i två identiska organeller.
Känslighet mot antibiotika
Mitokondriella och kloroplastiska funktioner verkar äventyras av Åtgärder av samma antibiotika som orsakar problem för bakterier. Antibiotika som streptomycin, kloramfenikol och neomycin dödar bakterier, men de orsakar också skador på mitokondrier och kloroplaster. Kloramfenikol verkar till exempel på ribosomer, strukturerna i celler som är ställena för proteinproduktion. Antibiotikumet verkar specifikt på bakteriella ribosomer; Dessvärre påverkar det också ribosomen i mitokondrier, avslutar en studie 2012 av Dr Alison E. Barnhill och kollegor vid Iowa State University College of Veterinary Medicine och publiceras i tidskriften "Antimikrobiella agenter och kemoterapi."
The Endosymbiotic Theory
På grund av slående likheter mellan kloroplaster, mitokondrier och bakterier, började forskarna undersöka deras förhållande till varandra. Biolog Lynn Margulis utvecklade endosymbiotiska teorin 1967 och förklarar ursprunget av mitokondrier och kloroplaster i eukaryota celler. Dr Margulis teoretiserade att både mitokondrier och kloroplaster härstammar i den prokaryota världen. Mitokondrier och kloroplaster var faktiskt prokaryoter själva, enkla bakterier som bildade ett förhållande med värdceller. Dessa värdceller var prokaryoter som inte kunde leva i syrerika miljöer och uppslukade dessa mitokondriella prekursorer. Dessa värdorganismer gav mat till sina invånare i utbyte mot att kunna överleva i en giftig syreinnehållande miljö. Kloroplaster från växtceller kan ha kommit från organismer som liknar cyanobakterierna. Kloroplastprekursorn kom symbiotiskt med växtceller eftersom dessa bakterier skulle ge sina värdar mat i form av glukos medan värdcellerna skulle erbjuda en säker plats att leva.
