Tartalom
- Külön genomok
- Protein szintézis
- replikáció
- Érzékenység az antibiotikumokkal szemben
- Az endoszimbiotikus elmélet
Közel négy milliárd évvel ezelőtt a földön megjelent az első életforma, ezek voltak a legkorábbi baktériumok. Ezek a baktériumok az idő múlásával fejlődtek és végül elágazódtak a mai élet sokféle formájába. A baktériumok a prokariótáknak nevezett organizmusok csoportjába tartoznak. Az egysejtű entitások nem tartalmaznak membránokkal megkötött belső struktúrákat. Az organizmusok másik osztálya az eukarióták, amelyek membránhoz kötött magokkal és egyéb szerkezetekkel rendelkeznek. A mitokondriumok, amelyek energiát biztosítanak a sejt számára, a membránhoz kötött struktúrák egyike, az úgynevezett organellák. A kloroplasztok organellák a növényi sejtekben, amelyek képesek élelmet előállítani. Ez a két szerv sok hasonlóságot mutat a baktériumokkal, és valószínűleg közvetlenül tőlük fejlődött ki.
Külön genomok
A baktériumok a géneket tartalmazó molekula DNS-ét a plazmidoknak nevezett kör alakú komponensekben hordozzák. A mitokondriumoknak és a kloroplasztoknak saját DNS -ük van plazmidszerű struktúrákban. Ezenkívül a mitokondriumok és a kloroplasztok DNS-e, mint a baktériumoké, nem kötődik a DNS-t kötő hisztonoknak nevezett védőszerkezetekhez. Ezek az organellák elkészítik saját DNS-t, és a fehérjéket szintetizálják a sejt többi részétől függetlenül.
Protein szintézis
A baktériumok a riboszómáknak nevezett struktúrákban termelnek fehérjéket. A fehérje-előállítási folyamat ugyanazzal az aminosavval kezdődik, a fehérjéket alkotó 20 alegység egyikével. Ez a kiindulási aminosav az N-formil-metionin baktériumokban, valamint a mitokondriumokban és a kloroplasztokban. Az N-formil-metionin a metionin aminosav más formája; a többi sejt riboszómájában előállított fehérjék eltérő kezdőjelet mutatnak - sima metionin. Ezenkívül a kloroplasztos riboszómák nagyon hasonlóak a bakteriális riboszómákhoz és különböznek a sejtek riboszómáitól.
replikáció
A mitokondriumok és a kloroplasztok többet képeznek magukból, ugyanúgy, mint a baktériumok szaporodása. Ha a mitokondriumokat és a kloroplasztokat eltávolítják a sejtből, akkor a sejt ezekből az organellákból már nem teheti meg az eltávolított szövetek helyettesítését. Az organellák replikálásának egyetlen módja a baktériumok által alkalmazott módszer: a bináris hasadás. A baktériumokhoz hasonlóan a mitokondriumok és a kloroplasztok mérete is növekszik, megkettőzik a DNS-t és más struktúrákat, majd két azonos testre osztódnak.
Érzékenység az antibiotikumokkal szemben
Úgy tűnik, hogy a mitokondriális és a kloroplaszt funkciót veszélyeztetik ugyanazok az antibiotikumok, amelyek problémákat okoznak a baktériumok számára. Az olyan antibiotikumok, mint a sztreptomicin, klóramfenikol és neomicin elpusztítják a baktériumokat, ám a mitokondriumok és a kloroplasztok is károsak. Például a kloramfenikol hatással van a riboszómákra, a sejtek azon szerkezetére, amelyek a fehérjetermelés helyszínei. Az antibiotikum kifejezetten a baktériumok riboszómáira hat; sajnos a mitokondriumok riboszómáira is kihat, zárja be Dr. Alison E. Barnhill és az Iowa Állami Egyetemi Állatorvos-egyetemi Kollégium 2012. évi tanulmányát, amelyet az "Antimikrobiális szerek és kemoterápia" folyóiratban tett közzé.
Az endoszimbiotikus elmélet
A kloroplasztok, a mitokondriumok és a baktériumok feltűnő hasonlóságai miatt a tudósok elkezdték vizsgálni a kapcsolatukat. Lynn Margulis biológus 1967-ben fejlesztette ki az endosimbiotikus elméletet, magyarázva az eukarióta sejtekben a mitokondriumok és kloroplasztok eredetét. Dr. Margulis elmélete szerint a mitokondriumok és a kloroplasztok a prokarióta világból származnak. A mitokondriumok és a kloroplasztok valójában maguk prokariótái voltak, egyszerű baktériumok, amelyek kapcsolatot létesítettek a gazdasejtekkel. Ezek a gazdasejtek prokarióták voltak, amelyek nem voltak képesek oxigénben gazdag környezetben élni, és elnyelik ezeket a mitokondriális prekurzorokat. Ezek a gazdaszervezetek táplálékot szolgáltattak a lakosságnak cserébe azért, hogy képesek legyenek túlélni egy mérgező oxigént tartalmazó környezetben. A növényi sejtekből származó kloroplasztok a cianobaktériumokhoz hasonló szervezetekből származhatnak. A kloroplaszt prekurzor szimbiotikusan élt a növényi sejtekkel, mivel ezek a baktériumok táplálékot adnának gazdasejtjeiknek glükóz formájában, míg a gazdasejtek biztonságos helyet kínálnának az élethez.