Endosimbotická história teórie, čo navrhuje, príklady

Ten endosimbotická teória oendosimbióza (endo, vo vnútri a symbióza, žiť spolu) zvyšuje pôvod rôznych organel prítomných v eukaryotoch zo symbiotických vzťahov medzi predkami prokaryotes.

V tomto vzťahu bola prokaryota pohltená väčšou veľkosťou. Nakoniec, najmenší organizmus nebol strávený, ale prežil a bol začlenený do cytoplazmy svojho hosťa.

Endosimbotická teória sa snaží vysvetliť pôvod eukaryotických organel, ako sú chloroplasty. Zdroj: Pixabay.com

Aby sa vyskytla evolučná kontinuita, oba organizmy museli mať podobné časy replikácie. Dôsledkom synchronizovaného rozdelenia je, že potomkovia hosťa obsahovali organizmus symbiotu.

Navrhuje sa teda, že chloroplasty sú výsledkom endosimbiózy medzi heterotrofickým organizmom a cyanobaktériou, ktoré sa v priebehu času stali plastidiom. Podobne sa predpokladá, že mitochondrie majú svoj vývojový pôvod v skupine s alfa-proteobacteriami.

Aj keď tieto myšlienky začali trénovať v mysliach niekoľkých vedcov 19. storočia, v polovici až 60. rokov ju v polovici až 60. rokov správne upravil a podporil Lynn Margulis.

Niektoré z dôkazov tejto teórie sú podobnosť medzi organelmi a baktériami z hľadiska veľkosti, organizácie genómu, štruktúry ribozómov a molekulárnej homológie.

[TOC]

História

1900-1920: Príspevky Meschkowsky, Portier a Wallien

Pre väčšinu biológov je endosimbotická teória okamžite spojená s Lynn Margulis. Niekoľko vedcov však pred Margulisom navrhla počiatočné hypotézy na vysvetlenie pôvodu eukaryotických organellov.

Prvé nápady týkajúce sa endosimbotických teórií sa pripisujú ruskému botanikovi Constantinovi Mereschkowskymu, ktorý v roku 1905 urobil popis pôvodu plastidov (organely rastlín, ktoré zahŕňajú chloroplasty, chromoplasty, amyloplast).

Prístup tohto autora v podstate pozostáva zo symbiotickej udalosti medzi „zníženou“ cyanobaktériou a hosťom. Zatiaľ čo myšlienka vedca Mereschkowského bola na čas inovatívna, nedal vysvetlenie pôvodu ostatných eukaryotických organellov.

V roku 1918 si francúzsky biológ Paul Portier všimol určitú podobnosť medzi baktériami a mitochondriami. Aj keď boli nápady na správnej ceste, autor navrhol kultiváciu mitochondrií mimo buniek, metodika, ktorú jeho kolegovia odmietli.

V polovici -20. rokov bol pôvod mitochondrie rozšírený biológ z Spojených štátov Ivan Wallin, ktorý bol presvedčený, že tieto organely boli potomkami prokaryotických organizmov.

Bohužiaľ, Wallin nenašiel pravdepodobný mechanizmus pre zvýšenú transformáciu, takže endosimbotická teória bola zabudnutá niekoľko rokov.

1960: Príspevky Lynn Margulis

Až do 60. rokov, keď mladý výskumný pracovník na Bostonskej univerzite menom Lynn Margulis navrhuje endosimbotickú teóriu v pomerne robustnej, založenej na cytologických, biochémii a paleontologických dôkazoch.

Môže vám slúžiť: čokoládový agar

V súčasnosti je endosimbotická teória normálne akceptovaná, ale v čase Margulisa sa s ich nápadmi zaobchádzalo s výrazným skepticizmom - čo spôsobilo odmietnutie ich práce na viac ako 15 vedeckých časopisov.

Čo navrhuje endosimbotickú teóriu?

Pôvod prvej prokaryotickej bunky sa datuje viac ako 3.5 miliárd rokov a zostal týmto spôsobom približne 1.Ďalších 5 miliárd rokov. Po tomto časovom období sa predpokladá, že sa objavili prvé eukaryotické bunky, identifikované ich zložitosťou, prítomnosťou jadra a organely.

V rámci biológie je jednou z najdôležitejších tém pôvod a vývoj eukaryotickej bunky a jednou z teórií, ktoré sa snaží vysvetliť, je endosimbotická teória.

To navrhuje pôvod organely z udalostí symbiózy medzi predkami prokaryotických organizmov, ktoré boli v priebehu času integrované a pohltené telo sa znížilo a stalo sa cytoplazmatickou súčasťou najväčšieho z najväčších z najväčších z najväčších z najväčších.

Jedným z dôsledkov endosimbotickej teórie je horizontálny prenos génov medzi prokaryotickými organizmami zapojenými do symbiotickej asociácie, od novej „organely“ po hostiteľský jadrový genóm.

Dôkaz

Ďalej predložíme sériu všeobecných dôkazov, ktoré podporujú endosimbotickú teóriu:

Veľkosť

Veľkosť eukaryotov (call chloroplasty alebo mitochondrie) je celkom podobná veľkosti súčasných bakteriálnych organizmov.

Ribozómy

Jeden z najuznávanejších rozdielov medzi eukaryot a prokaryotes spočíva vo veľkosti veľkých a malých podjednotiek, ktoré tvoria ribozómy - štrukturálne podiely na syntéze proteínov.

Chloroplasty a mitochondrie majú vo vnútri ribozómy, ktoré vykazujú znaky ribozómov opísaných v eubaktériách.

Genetický materiál

Chloroplasty aj mitochondrie sa vyznačujú prezentáciou vlastného kruhového genómu - ako prokaryotické organizmy.

Genóm mitochondrií

Genóm mitochondrií je tvorený génmi, ktoré kódujú malý počet ribozomálnych RNA a prenosových RNA, ktoré sú zapojené do syntézy príslušných organických proteínov.

Prevažná väčšina štrukturálnych proteínov a mitochondriálnych enzýmov je kódovaná génmi s bydliskom v jadrovom genetickom materiáli.

Organizácia mitochondriálneho genómu sa medzi eukaryotickými líniami vo veľkej miere líši. Napríklad u človeka je mitochondriálny genóm kruhová molekula, v ktorej sa nachádza asi 16.569 párov báz, ktoré kódujú dve ribozomálne RNA, 22 prenosové RNA a iba 13 proteínov.

Genóm chloroplastov

Na rozdiel od mitochondriálneho genómu, genómu chloroplastov v o niečo väčší a obsahuje potrebné informácie pre syntézu približne 120 proteínov.

Môže vám slúžiť: hydrolázy: štruktúra, funkcie, príklady

Dôsledky genómu organelles

Zvláštne rozdelenie režimu chloroplastov a mitochondrií vykazuje non -mendelský vzor. To znamená, že reprodukcia sa vyskytuje prostredníctvom jeho reprodukcie (ako v baktériách) a nie bunkovou syntézou novo.

Tento jav sa vyskytuje v dôsledku existencie jedinečného genetického materiálu, ktorý nenájdeme v jadre bunky. Mitochondrie sú zdedené materskou líniou a vo veľkej väčšine rastlín so sexuálnou reprodukciou, chloroplasty prispievajú k zygote vo formácii materskou rastlinou.

Molekulárne homológie

Vďaka sekvencovaniu génov to bol dôkaz.

Mitochondria DNA sekvencie sú výrazne podobné sekvenciám nachádzajúcim sa v špecifickej skupine baktérií nazývaných alfa-proteobactérie. Tento dôkaz naznačuje, že možným organizmom, ktorý sa zúčastnil na endosimbotickej udalosti.

Na rozdiel od toho sa zdá, že chloroplastové sekvencie úzko súvisia s cyanobaktériami, skupinou eubactérií s enzymatickým strojom potrebným na vykonávanie fotosyntetických reakcií.

Pôvod mitochondrií

Súčasné mitochondrie sa mohli objaviť udalosťou, ktorá sa vyskytla medzi 1 a 1.5 miliárd rokov, kde veľká anaeróbna bunka pohltila menšie aeróbne baktérie, s enzymatickým strojom potrebným na oxidačnú fosforyláciu.

Aeróbne telo poskytlo svojmu hosťovi možnosť generovať viac ATP pre každú degradovanú organickú molekulu.

Keďže endosimbotická teória získala akceptáciu vo vedeckej komunite, taxonomická identita predkovských organizmov zapojených do symbiózy bola ťažko diskutovaná.

Dnes bola myšlienka, že veľkým hosťom bol archea a pohlcovacie organizmy (ako už bolo spomenuté), bola alfa -proteobacteria - hoci niektoré varianty teórie navrhujú anaeróbne baktérie, pretože existuje niekoľko anaeróbnych foriem mitochondrií, ako sú napríklad hydrogozómy.

Pôvod plastidov

Pôvod primárnych plastidov

Aj keď na konci 60. rokov bola symbiotická teória podporená robustnými dôkazmi z viacerých oblastí biológie, až do 90. rokov, keď rýchly pokrok v technikách sekvenovania a bioinformatického spracovania vykazuje dôkaz na molekulárnej úrovni.

Porovnávacie štúdie založené na riadených molekulárnych fylogéniach. Okrem toho preukázali prenos génov z genómu endosimbiontu do hostiteľského jadrového genómu.

Môže vám slúžiť: agar m.R.S: Čo je, nadácia, príprava, používa

Odhaduje sa, že došlo k vytvoreniu prvých plastidov 1.5 miliárd rokov, hoci dočasná hodnota zostáva kontroverzná medzi vedcami.

Pôvod sekundárnych plastidov

Aj keď zriadenie predkovských cyanobaktérií v prokaryotickom hosťovi vysvetľuje pôvod primárnych plastidov, evolučná história sa stáva zložitá, keď sa snaží vysvetliť pôvod sekundárnych plastov, ktoré nachádzame v niektorých fotosyntetických organizmoch.

Tieto sekundárne plazmy sa vyznačujú prítomnosťou ďalších membrán, to znamená jedna alebo dve membrány Pridané vlastnosti do dvoch membrán, ktoré zvyčajne obklopujú organelu. Tento počet membrán komplikuje interpretáciu, pretože ak by predkovia prokaryota ošili cyanobaktériou, nezískali tri alebo štyri membrány.

Preto dômyselnou reakciou na tento vývojový problém bolo navrhnúť viac udalostí endosimbiózy. V tejto súvislosti bola rastlinná bunka s existujúcim plastidiom pohltená druhým hosťom a nakoniec sa znížila na plastidium.

V niektorých prípadoch vzniká tretia endosimbotická udalosť. Počet symbiózy a povaha hostiteľa sú diskutované v literatúre, hoci existujú empirické dôkazy, ktoré podporujú myšlienku viacerých udalostí endosimbiózy.

Odkazy

1. Anderson, P. W. (1983). Navrhovaný model pre prebiotický vývoj: použitie chaosu. Zborník Národnej akadémie vied, 80(11), 3386-3390.
2. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. A. (2003). Biológia: Život na Zemi. Pearson Vzdelanie.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biológia. PAN -AMERICKÝ ZDROJE.
4. Chan, C. X. & Bhattacharya, D. (2010) Pôvod plastidov. Prírodné vzdelávanie 3 (9): 84.
5. Rozsah, m. (2007). Biológia 1: Konštruktivistický prístup. Pearson Vzdelanie.
6. Šedá, m. W. (2017). Lynn Margulis a hypotéza endosymbionnt: o 50 rokov neskôr. Biológia molekulárnej bunky, 28(10), 1285-1287.
7. Hogeweg, P., & Takeuchi, n. (2003). Viacúrovňový výber v modeloch prebiotického vývoja: kompartmenty a priestorová samoorganizácia. Pôvod života a vývoj biosféry, 33(4-5), 375-403.
8. Lane, n. (2017). Sériová endosymbióza alebo singulárna udalosť pri pôvode eukaryotov?. Časopis teoretickej biológie, 434, 58-67.
9. Lazcano, a., & Miller, s. L. (Devätnásť deväťdesiat šiestich). Pôvod a skorý vývoj života: Prebiotická chémia, svet pred RNA a čas. Bunka, 85(6), 793-798.
10. Margulis, L. (2004). Endosymbiotická teória (sada) a kompozitná individualita sériu. Mikrobiológia dnes, 31(4), 172-175.
11. Schrum, J. P., Zhu, T. F., & Szostak, J. W. (2010). Pôvod bunkového života. Perspektívy studeného jarného prístavu v biológii, A002212.
12. Stano, P., & Mavelli, f. (2015). Protocells modely v pôvode života a syntetickej biológie. Životnosť, 5(4), 1700-1702.