İçerik
Dört milyar yıl öncesine kadar, dünyada ilk yaşam formları ortaya çıktı ve bunlar ilk bakterilerdi. Bu bakteriler zamanla gelişti ve sonunda günümüzde görülen birçok yaşam formuna dallandı. Bakteriler, prokaryot adı verilen organizma grubuna, membranlarla bağlanmış iç yapıları içermeyen tek hücreli varlıklara aittir. Diğer organizma sınıfı, zara bağlı çekirdeğe ve diğer yapılara sahip olan ökaryotlardır. Hücre için enerji sağlayan mitokondri, organel denilen bu membran bağlı yapılardan biridir. Kloroplastlar bitki hücrelerinde besin yapabilen organellerdir. Bu iki organel bakteri ile çok fazla ortak noktaya sahiptir ve aslında doğrudan onlardan evrilmiş olabilir.
Ayrı Genomlar
Bakteriler, DNAlarını, genleri içeren molekülü, plazmid denilen dairesel bileşenlerde taşırlar. Mitokondri ve kloroplastlar, plazmid benzeri yapılarda taşınan kendi DNA'larına sahiptir. Ek olarak, mitokondri ve kloroplastların bakterileri gibi DNA'sı, DNA'yı bağlayan histon adı verilen koruyucu yapılara yapışmaz. Bu organeller kendi DNA'larını yapar ve hücrenin geri kalanından bağımsız olarak kendi proteinlerini sentezler.
Protein sentezi
Bakteriler, ribozom denilen yapılarda protein yaparlar. Protein yapma süreci, proteinleri oluşturan 20 alt üniteden biri olan aynı amino asit ile başlar. Bu başlangıç amino asidi, bakterilerde ve ayrıca mitokondri ve kloroplastlarda N-formilmetilionindir. N-formilmetilionin, amino asit metiyoninin farklı bir şeklidir; geri kalan hücrelerde yapılan proteinler ribozomlar farklı bir başlangıç sinyaline sahiptir - düz metiyonin. Ek olarak, kloroplast ribozomları bakteri ribozomlarına çok benzer ve hücrelerin ribozomlarından farklıdır.
kopya
Mitokondri ve kloroplastlar, bakterilerin çoğalmasıyla aynı şekilde kendilerini daha fazla yapar. Mitokondri ve kloroplastlar bir hücreden çıkarılırsa, hücre çıkarılmış olanları değiştirmek için bu organellerden daha fazlasını yapamaz. Bu organelleri çoğaltmanın tek yolu bakteriler tarafından kullanılan aynı yöntemdir: ikili fisyon. Bakteriler gibi mitokondri ve kloroplastlar da büyür, DNA ve diğer yapılarını çoğaltır ve sonra iki özdeş organelde bölünür.
Antibiyotiklere Duyarlılık
Mitokondrial ve kloroplast işlevi, bakteri için sorunlara neden olan aynı antibiyotiklerin etkisiyle tehlikeye girmiş görünmektedir. Streptomisin, kloramfenikol ve neomisin gibi antibiyotikler bakterileri öldürür, ancak aynı zamanda mitokondri ve kloroplastlara zarar verir. Örneğin, kloramfenikol, protein üretim bölgeleri olan hücrelerde bulunan yapılar olan ribozomlara etki eder. Antibiyotik spesifik olarak bakteriyel ribozomlar üzerinde etki eder; ne yazık ki, mitokondride ribozomları da etkiler, Dr. Alison E. Barnhill ve Iowa Eyalet Üniversitesi Veteriner Fakültesi Koleji'ndeki meslektaşları tarafından 2012'de yapılan bir çalışmayı bitirdi ve "Antimikrobiyal Ajanlar ve Kemoterapi" dergisinde yayınlandı.
Endosimbiyotik Teorisi
Kloroplastlar, mitokondri ve bakteriler arasındaki çarpıcı benzerlikler nedeniyle, bilim adamları birbirleriyle ilişkilerini araştırmaya başladılar. Biyolog Lynn Margulis, 1967'de, ökaryotik hücrelerde mitokondri ve kloroplastların kökenini açıklayan endosimbiyotik teoriyi geliştirdi. Margulis, hem mitokondri hem de kloroplastların prokaryotik dünyadan geldiğini teorik olarak belirtti. Mitokondri ve kloroplastlar aslında prokaryotlardı, konakçı hücrelerle bir ilişki oluşturan basit bakterilerdi. Bu konak hücreler, oksijen bakımından zengin ortamlarda yaşayamayan ve bu mitokondriyal öncüleri içine alan prokaryotlardı. Bu konak organizmalar zehirli bir oksijen içeren ortamda hayatta kalabilmek için sakinlerine yiyecek sağlamıştır. Bitki hücrelerinin kloroplastları siyanobakterilere benzer organizmalardan gelebilir. Kloroplast öncüsü bitki hücreleri ile simbiyotik olarak yaşamaya başladı, çünkü bu bakteriler konakçılara glukoz şeklinde yiyecek sağlarken, konakçı hücreleri yaşamak için güvenli bir yer sunacaktı.