Teoria endosymbiotyczna

definicja teorii endosymbiotycznej

Definicja teorii endosymbiotycznej

Tablica treści

Teoria endosymbiotyczna. definicja

noun
(biologia ewolucyjna) Teoria sugerująca, że organelle takie jak mitochondria i chloroplasty w komórce eukariotycznej powstały w wyniku wczesnej endosymbiozy pomiędzy endosymbiontami prokariotycznymi a komórką gospodarza eukariotycznego. Synonim: symbiogeneza.

Teoria endosymbiotyczna jest jedną z teorii ewolucyjnych, które do dziś są rozpowszechnione. Zakłada ona, że pomiędzy wczesnymi formami życia doszło do endosymbiozy. Ta forma symbiozy obejmuje większą komórkę, która służy jako gospodarz i mniejszą komórkę, która jest określana jako endosymbiont. W teorii endosymbiotycznej zakłada się, że większa komórka wchłonęła lub przyjęła mniejszą komórkę. Większa komórka reprezentuje komórkę eukariotyczną dzisiaj, podczas gdy mniejsza komórka, komórka prokariotyczna.
Komórka eukariotyczna różni się od komórki prokariotycznej obecnością struktur komórkowych związanych z błoną, zwanych organellami. I w oparciu o tę teorię, mitochondria i chloroplasty są rzekomo wczesnymi endosymbiontami prokariotycznymi, które zostały przyjęte. Przebywały one wewnątrz komórki gospodarza tak długo, że przekształciły się w te pół-autonomiczne organelle, które znamy dzisiaj.

Endosymbiotyczna teoria ilustracji
Endosymbiotyczna teoria

Endosymbioza

Endosymbioza jest jedną z wielu form związków symbiotycznych (symbioz), które występują między lub pomiędzy organizmami. W endosymbiozie, endosymbiont żyje w ciele swojego gospodarza. Endosymbioza występuje naturalnie do dnia dzisiejszego. Przykładem jest biologiczna interakcja pomiędzy Rhizobium i roślinami strączkowymi. Rhizobium to endosymbiont, który występuje w korzeniach roślin strączkowych i wiąże azot atmosferyczny do postaci gotowej do wykorzystania przez roślinę strączkową. Z kolei roślina strączkowa dostarcza Rhizobium metabolitów, takich jak jabłczan i bursztynian, pochodzących z fotosyntezy. W biologii ewolucyjnej endosymbioza stała się założeniem Teorii Endosymbiotycznej, która została po raz pierwszy skonceptualizowana przez botanika Konstantina Mereschkowskiego (4 sierpnia 1855 – 9 stycznia 1921), a następnie poparta naukowymi dowodami przez Lynn Margulis 1938-2011.
Według Teorii Endosymbiotycznej endosymbioza stała się środkiem, dzięki któremu powstały organelle takie jak mitochondria i chloroplasty w komórkach eukariotycznych.1 Zwolennicy tej teorii zakładali, że około 1,5 miliarda lat temu większa komórka przyjęła mniejsze, żyjące na wolności prokariota (bakterie), a wewnątrz komórki prokariota żyły jako endosymbionty.yniki badań, które wydają się potwierdzać tę teorię, wskazują, że mitochondria powstały z proteobakterii (takich jak klad SAR11)2 , natomiast chloroplasty z sinic (zwłaszcza wiążących azot)3. Wskazówką, że teoria ta jest wiarygodna, są cechy wspólne tych organelli i ich prokariotycznych przodków. Niektóre z cech wspólnych są następujące:

  • Obie mitochondria i plastyd są zdolne do reprodukcji własnej poprzez proces podobny do prokariotycznego rozszczepienia binarnego.
  • Oba mitochondria i plastydy mają pojedyncze koliste DNA podobne do DNA bakterii pod względem wielkości i struktury, ale różne od DNA jądra komórkowego.
  • Poryny w zewnętrznych błonach mitochondriów i chloroplastów są podobne do tych w błonie komórkowej bakterii. Kardiolipina, lipid błonowy, występuje tylko w błonie komórkowej bakterii i wewnętrznej błonie mitochondrialnej.

Inne myśli ewolucyjne

Eksperyment Millera-Ureya

Wiek Ziemi szacuje się na około 4,54 miliarda lat, a życie ostatecznie istniało i zaczęło się około 3,5 miliarda lat temu lub wcześniej. Współczesna teoria abiogenezy głosi, że życie na Ziemi rozpoczęło się, gdy najwcześniejsze żywe istoty wchłonęły materiały nieożywione. Wykorzystały one te związki organiczne do wytworzenia biomolekuł i innych elementów składowych życia. Procesy biochemiczne, np. samoreplikacja, samoorganizacja, autokataliza i tworzenie błon komórkowych, prawdopodobnie doprowadziły do powstania organizmów żywych. Uważano, że procesy te są stopniowe i składają się z wielu zdarzeń.

W eksperymencie Millera-Ureya wyniki wskazywały, że symulowana prymitywna Ziemia sprzyjała chemicznej syntezie podstawowych struktur błony komórkowej. Zmieszanie gazów: metanu, amoniaku, wodoru i wody, a następnie ich elektryczne wyiskrzenie spowodowało powstanie aminokwasów.

Zupa prebiotyczna

Około cztery miliardy lat temu Ziemia była wroga życiu. Żadne formy życia nie mogły istnieć z powodu surowych warunków. W końcu powstały proste związki organiczne. Hipotetyczny model wczesnej Ziemi z warunkami, które doprowadziły do syntezy prostych związków organicznych nazywany jest zupą prebiotyczną (primodialną). Alexander Oparin 1894-1980 i John Burdon Sanderson Haldane 1892-1964 byli tymi, którzy wpadli na ten pomysł i niezależnie od siebie sformułowali teorie, które wspólnie stały się heterotroficzną teorią pochodzenia życia. Obaj twierdzili, że wczesna atmosfera Ziemi była atmosferą redukującą chemicznie. Pomagała ona w produkcji takich związków organicznych. W miarę jak te związki były produkowane, gromadziły się i tworzyły tzw. zupę prebiotyczną. Z czasem te proste związki organiczne przekształciły się w bardziej złożone polimery organiczne. W dłuższym okresie czasu powstało życie. Pierwsze jednostki życia przyjęły i wykorzystały cząsteczki organiczne, aby rozwijać się i przetrwać w zupie prebiotycznej. Teoretyzowano, że pierwsze formy życia były heterotroficzne. Ostatnie dowody sugerują jednak, że autotrofy są prawdopodobnie pierwszymi organizmami.

Hipoteza świata RNA

Cztery główne biomolekuły niezbędne do życia to kwasy nukleinowe (np.np. RNA, DNA), węglowodany (różne cukry), lipidy (tłuszcze) i aminokwasy (składniki białek). Zakłada się, że prymitywne życie opierało się na RNA, ponieważ RNA może być zarówno materiałem genetycznym, jak i katalizatorem. Przejście prymitywnych form życia w jednokomórkowe istoty żywe następowało stopniowo przez wiele milionów lat.

Zobacz także

  • Symbioza
  • Endosymbioza
  • Abiogeneza
  • Prokariota
  • Eukariota
  • Mitochondrium
  • .

  • Chloroplast
  • Organelle

Podstawowe informacje

  1. endosymbioza. (n.d.). Collins English Dictionary – Complete & Unabridged 10th Edition. Retrieved from Dictionary.com website http://dictionary.reference.com/browse/endosymbiosis.
  2. „Mitochondria Share an An Ancestor With SAR11, a Globally Significant Marine Microbe”. (2011). Retrieved from ScienceDaily Link.
  3. Deusch, O.; et al. (2008). „Genes of cyanobacterial origin in plant nuclear genomes point to a heterocyst-forming plastid ancestor”. Mol. Biol. Evol 25: 748-761

.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *