Sisu
- Eraldi genoomid
- Valkude süntees
- Replikatsioon
- Tundlikkus antibiootikumide suhtes
- Endosümbiootiline teooria
Ligi neli miljardit aastat tagasi ilmusid Maale esimesed eluvormid ja need olid kõige varasemad bakterid. Need bakterid arenesid aja jooksul ja hargnevad lõpuks paljude tänapäeval nähtud eluvormide hulka. Bakterid kuuluvad prokarüootideks nimetatud organismide rühma, üherakulisteks üksusteks, mis ei sisalda membraanidega seotud sisestruktuure. Teine organismiklass on eukarüootid, millel on membraaniga seotud tuumad ja muud struktuurid. Mitokondrid, mis pakuvad rakule energiat, on üks neist membraaniga seotud struktuuridest, mida nimetatakse organellideks. Kloroplastid on taimerakkudes olevad organellid, mis võivad toitu valmistada. Neil kahel organellil on palju ühist bakteritega ja nad võivad tegelikult areneda neist otse.
Eraldi genoomid
Bakterid kannavad DNA-d, geene sisaldavat molekuli, ümmarguste komponentidena, mida nimetatakse plasmiidideks. Mitokondritel ja kloroplastidel on oma DNA, mida kantakse plasmiidsarnastes struktuurides. Lisaks ei kinnitu mitokondrite ja kloroplastide DNA, nagu ka bakterite DNA, kaitsvate struktuuridega, mida nimetatakse histoonideks, mis seovad DNA-d. Need organellid loovad ise oma DNA ja sünteesivad omaenda valke ülejäänud rakust sõltumatult.
Valkude süntees
Bakterid teevad valke struktuurides, mida nimetatakse ribosoomideks. Valkude valmistamise protsess algab sama aminohappega, ühega 20-st alamühikust, mis moodustavad valke. See lähteaminohape on bakterites N-formüülmetioniin, samuti mitokondrid ja kloroplastid. N-formüülmetioniin on aminohappe metioniini erinev vorm; ülejäänud rakkude ribosoomides valmistatud valkudel on erinev stardisignaal - tavaline metioniin. Lisaks on kloroplasti ribosoomid väga sarnased bakteriaalsete ribosoomidega ja erinevad rakkude ribosoomidest.
Replikatsioon
Mitokondrid ja kloroplastid annavad endast palju enam-vähem samamoodi nagu bakterid. Kui raku küljest eemaldatakse mitokondrid ja kloroplastid, ei saa rakk neist organoleelidest enam eemaldada eemaldatud rakke. Ainus viis nende organellide reprodutseerimiseks on sama meetod, mida kasutavad bakterid: binaarne lõhustumine. Nagu bakterid, kasvavad ka mitokondrid ja kloroplastid, dubleerivad nende DNA ja muud struktuurid ning jagunevad seejärel kaheks identseks organelliks.
Tundlikkus antibiootikumide suhtes
Mitokondrite ja kloroplasti funktsioon näib olevat kahjustatud samade antibiootikumide toimel, mis põhjustavad probleeme bakteritele. Antibiootikumid, nagu streptomütsiin, klooramfenikool ja neomütsiin, tapavad baktereid, kuid kahjustavad ka mitokondreid ja kloroplasti. Näiteks toimib klooramfenikool ribosoomidele - rakkude struktuuridele, mis on valgu tootmise kohad. Antibiootikum toimib spetsiifiliselt bakteriaalsete ribosoomide suhtes; kahjuks mõjutab see ka mitokondrite ribosoome, järeldab dr Alison E. Barnhilli ja kolleegide Iowa Riikliku Ülikooli veterinaarmeditsiini kolledži 2012. aasta uuring ja avaldati ajakirjas "Antimicrobial Agents and Chemotherapy."
Endosümbiootiline teooria
Kloroplastide, mitokondrite ja bakterite silmatorkavate sarnasuste tõttu hakkasid teadlased uurima nende suhteid üksteisega. Bioloog Lynn Margulis töötas endosümbiootilise teooria välja 1967. aastal, selgitades mitokondrite ja kloroplastide päritolu eukarüootsetes rakkudes. Dr Margulis teoreetiliselt väitis, et nii mitokondrid kui ka kloroplastid on pärit prokarüootsest maailmast. Mitokondrid ja kloroplastid olid tegelikult ise prokarüootid, lihtsad bakterid, mis moodustasid seose peremeesrakkudega. Need peremeesrakud olid prokarüootid, mis ei suutnud elada hapnikurikastes keskkondades ja neelasid neid mitokondrite prekursoreid. Need peremeesorganismid andsid elanikele toitu vastutasuks selle eest, et nad suudaksid ellu jääda mürgises hapnikku sisaldavas keskkonnas. Taimerakkude kloroplastid võivad olla pärit sinivetikatega sarnastest organismidest. Kloroplasti prekursor hakkas elama taimerakkudega sümbiootiliselt, kuna need bakterid varustasid oma peremehi toiduga glükoosi kujul, samas kui peremeesrakud pakuksid turvalist elukohta.