Tartalom
Körülbelül 1,5 milliárd évvel ezelőtt az primitív baktériumok nagyobb sejtekben helyezkedtek el, olyan intim kapcsolatokat eredményezve, amelyek összetettebb, többsejtű lények fejlődését formálnák. A nagyobb sejt eukarióta volt, azaz organellákat tartalmazott - membránok által körülvett struktúrákat, de a prokarióta baktériumsejtnek nem volt ilyen elrendezése. A nagyobb sejtek féltek az oxigéntől, méregétől létezésüknek, de a kisebb sejtek az oxigént az energia előállításához adenozin-trifoszfát vagy ATP formájában használják. Az eukarióta sejt ragadozó módon burkolta a baktériumokat, de a ragadozó valahogy nem emésztte fel a ragadozót. A ragadozó és a ragadozó kölcsönösen függővé váltak. Lynn Margulis, a Bostoni Egyetem korábbi biológusa megemlítette ezt az endosimbiotikus forgatókönyvet a mitokondriumok eredete, a sejtek energiagyárai, valamint a baktériumsejtekkel való számos hasonlóság okaként.
Méret és alak
Csak a megjelenés alapján a tudósok kapcsolatot tudnak hozni a mitokondriumok és a baktériumok között. A mitokondriumok kövér, zselésféle alakúak, hasonlóak a rúd alakú bacillus baktériumokhoz. Az átlagos bacillus hossza 1-10 mikron, és a növényi és állati sejtek mitokondriumai ugyanabban a tartományban vannak. Ezek a felületes megfigyelések egy olyan bizonyítéksort alkotnak, amely alátámasztja azt az elméletet, miszerint az primitív eukarióta sejtek baktériumsejteket burkoltak el, kölcsönösen előnyös kapcsolatokat képezve.
A felosztás módja
A baktériumok szaporodnak a hasadásnak nevezett folyamatban; amikor egy baktérium eléri az előre meghatározott méretet, a közepébe tapad, és két organizmust hoz létre. Az eukarióta sejtekben a mitokondriumok hasonló módon replikálódnak. A sejt parancsnoka, vagy a sejtmag jelzi a sejtet organellák előállításáról, általában a sejtosztási esemény előtt; azonban csak a mitokondriumok - és a növények kloroplasztok - replikálódnak. Noha a sejten belüli anyagból más organellák is előállíthatók, a mitokondriumoknak és a kloroplasztoknak meg kell osztódniuk, hogy megnövelje számát. Amikor az ATP-formátumú energiaellátás kimerül, a mitokondriumok megoszlanak, hogy több mitokondrium legyen az energiatermeléshez.
Membrán
A mitokondriumok belső és külső membránokkal rendelkeznek, a belső membrán cristae-nek nevezett redőkből áll. A baktériumsejt-membránok mezoszómáknak nevezett redőkkel rendelkeznek, amelyek hasonlítanak a rácsra. Az energiatermelés ezeken a redőkön megy végbe. A belső mitokondriális membrán ugyanolyan típusú fehérjéket és zsíros anyagokat tartalmaz, mint a baktérium plazmamembránja. A baktériumok külső mitokondriális membránja és a sejtfal szintén hasonló struktúrákat tartalmaz.Az anyagok meglehetősen szabadon áramolnak be a mitokondriumok külső membránjaiba és a baktériumok külső sejtfalába; azonban a baktériumok mitokondriális belső membránjai és plazmamembránjai számos anyag korlátozását akadályozzák.
A DNS típusa
Mind a prokarióta, mind az eukarióta sejtek a DNS-t használják a kód hordozására fehérjék előállításához. Míg az eukarióta sejtek kettős szálú DNS-t egy csavart létra formájában hélixnek neveznek, addig a baktériumsejtek DNS-jét körkörös hurkokban, plazmidoknak nevezik. A mitokondriumok maguk is hordozzák a saját DNS-t, hogy saját fehérjéiket előállítsák, függetlenül a sejt többi részétől; mint a baktériumok, a mitokondriumok is beépítik a DNS-t a hurkokba. Egy átlagos mitokondrium ezek közül a plazmidok közül kettő és tíz között van. Ezek a struktúrák tartalmazzák a szükséges információkat az összes folyamat, beleértve a replikációt, a mitokondriumokban vagy baktériumokban történő futtatásához.
Riboszómák és fehérje szintézis
A fehérjék minden funkciót ellátnak a sejteken belül, és a fehérjék előállítása, vagy a fehérjeszintézis a sejt egyik fő funkciója. Minden proteinszintézis kizárólag a riboszómáknak nevezett gömbszerkezetekben zajlik, amelyek a sejtben szétszóródnak. A mitokondriumok saját riboszómáikat hordozzák a szükséges fehérjék előállításához. A mikroszkopikus és kémiai elemzések azt mutatják, hogy a mitokondriális riboszómák szerkezete inkább hasonlít a bakteriális riboszómákra, mint az eukarióta sejtek riboszómáira. Ezenkívül bizonyos antibiotikumok, bár ártalmatlanok az eukarióta sejtekre, befolyásolják a fehérje szintézist mind a mitokondriumokban, mind a baktériumokban, jelezve, hogy a mitokondriumokban a protein szintézis mechanizmusa hasonló a baktériumokhoz, nem pedig az eukarióta sejtekhez.