Endosimbiotic Theory History, vad föreslår, exempel

De endosimbiotisk teori Oendosimbios (endo, inuti och symbios, leva tillsammans) höjer ursprunget till de olika organellerna som finns i eukaryoter från symbiotiska förhållanden mellan förfädernas prokaryoter.

I detta förhållande var en prokaryota uppslukad av en större storlek. Så småningom smälter den minsta organmen inte, men överlevde och införlivades i cytoplasma av hans gäst.

Endosimbiotisk teori försöker förklara ursprunget till eukaryota organeller, såsom kloroplaster. Källa: Pixabay.com

För att inträffa evolutionär kontinuitet måste båda organismerna ha liknande replikationstider. Konsekvensen av en synkroniserad division är att gästens ättlingar innehöll symbiotorganismen.

Således föreslås att kloroplaster är resultatet av en endosimbios mellan en heterotrofisk organisme och en cyanobakteria som över tid blev en plastidium. På liknande sätt spekuleras det att mitokondrier har sitt evolutionära ursprung i Alpha-Proteobacteria-gruppen.

Även om dessa idéer började träna i flera forskare från 1800 -talet, återupptogs, modifierades, modifierades och stöds ordentligt i mitten av -60 -talet av Lynn Margulis.

Några av bevisen på denna teori är likheten mellan organeller och bakterier när det gäller storlek, genomorganisation, strukturen för ribosomer och molekylär homologi.

[TOC]

Historia

1900-1920: Meschkowsky, Portier och Wallien bidrag

För de flesta biologer är endosimbiotisk teori direkt associerad med Lynn Margulis. Emellertid föreslog flera forskare före Margulis begynnande hypoteser för att förklara ursprunget till eukaryota organeller.

De första idéerna relaterade till endosimbiotiska teorier tillskrivs den ryska botanisten Constantin Mereschkowsky, som gjorde en beskrivning av ursprunget till plastiderna (organeller av växterna som inkluderar kloroplaster, kromoplaster, amyloplast, bland andra) år 1905.

Denna författares tillvägagångssätt består i princip av en symbiotisk händelse mellan en "reducerad" cyanobakteri och en gäst. Medan tanken på forskaren Mereschkowsky var innovativ för tiden, gav han inte en förklaring till ursprunget till de andra eukaryota organellerna.

1918 märkte den franska biologen Paul Portier en viss likhet mellan bakterier och mitokondrier. Även om idéer var på rätt väg föreslog författaren odlingen av mitokondrier utanför cellerna, en metod som avvisades av hans kollegor.

I mitten av -20 -talet förlängdes ursprunget till mitokondrierna av biologen från USA: s Ivan Wallin, som var övertygad om att dessa organeller var ättlingar till prokaryotiska organismer.

Tyvärr hittade Wallin inte en trolig mekanism för den upphöjda omvandlingen, så den endosimbiotiska teorin glömdes i några år.

1960: Lynn Margulis -bidrag

Det var inte förrän på 60 -talet då en ung forskare vid Boston University med namnet Lynn Margulis föreslår endosimbiotisk teori i en ganska robust, baserad på cytologisk, biokemi och paleontologiska bevis.

Kan tjäna dig: Chocolate Agar

För närvarande accepteras endosimbiotisk teori normalt, men under Margulis tid behandlades deras idéer med markant skepsis - vilket orsakade avslag på deras arbete för mer än 15 vetenskapliga tidskrifter.

Vad föreslår endosimbiotisk teori?

Ursprunget till den första prokaryota cellen går tillbaka mer än 3.5 miljarder år och förblev på detta sätt i ungefär 1.Ytterligare 5 miljarder år. Efter denna temporära period antas det att de första eukaryota cellerna dök upp, identifierade av deras komplexitet, närvaro av kärna och organeller.

Inom biologi är ett av de viktigaste ämnena ursprunget och utvecklingen av den eukaryota cellen, och en av teorierna som försöker förklara är endosimbiotisk teori.

Detta föreslår ursprunget till organellerna från symbioshändelser mellan förfädernas prokaryota organismer, som med tiden var integrerade och den uppslukade kroppen reducerades och blev en cytoplasmisk komponent i den största av den största av den största av den största.

En av konsekvenserna av endosimbiotisk teori är den horisontella överföringen av gener bland de prokaryota organismerna som är involverade i den symbiotiska föreningen, från den nya "organellen" till värdkärngenomet.

Bevis

Därefter presenterar vi en serie allmänna bevis som stöder endosimbiotisk teori:

Storlek

Storleken på eukaryoter (ringkloroplaster eller mitokondrier) är ganska lik den för nuvarande bakterieorganismer.

Ribosomer

En av de mest hyllade skillnaderna mellan eukaryot och prokaryoter finns i storleken på stora och små underenheter som utgör ribosomerna - strukturella som är involverade i proteinsyntes.

Kloroplaster och mitokondrier har ribosomer inuti och dessa uppvisar egenskaperna hos ribosomerna som beskrivs i Eubacteria.

Genetiskt material

Både kloroplaster och mitokondrier kännetecknas av att presentera sitt eget cirkulära genom - som prokaryota organismer.

Mitokondrier genom

Mitokondria genomet är bildat av generna som kodar för ett litet antal ribosomala RNA och överföring av RNA som är involverade i syntesen av organellproteiner i fråga.

De allra flesta strukturella proteiner och mitokondriella enzymer kodas av gener som bor i kärngenetiskt material.

Organisationen av mitokondriellt genom varierar mycket mellan eukaryota linjer. I människan är till exempel mitokondriellt genom en cirkulär molekyl som innehåller cirka 16.569 baspar som kodar för två ribosomala RNA, 22 överföring av RNA och endast 13 proteiner.

Kloroplastgenom

Till skillnad från mitokondriellt genom innehåller det för kloroplaster lite större och innehåller den nödvändiga informationen för syntes av cirka 120 proteiner.

Det kan tjäna dig: hydrolaser: struktur, funktioner, exempel

Konsekvenser av organens genom

Det speciella uppdelningsläget för kloroplaster och mitokondrier visar ett icke -mendeliskt mönster. Det vill säga reproduktion sker genom dess reproduktion (som i bakterier) och inte genom cellulär syntes novo.

Detta fenomen inträffar på grund av förekomsten av unikt genetiskt material som vi inte hittar i cellkärnan. Mitokondrier ärvs av moderlinjen och i de allra flesta växter med sexuell reproduktion bidrar kloroplaster till zygoten i formationen av moderväxt.

Molekylär homologier

Tack vare sekvensering av gener har det varit bevis.

Mitokondrier DNA-sekvenser är markant lik de sekvenser som finns i en specifik grupp av bakterier som kallas alfa-proteobakterier. Detta bevis tyder på att den möjliga organismen som deltog i Endosimbiotic-händelsen var en förfäder Alpha-anorestral.

Däremot verkar kloroplastsekvenser nära besläktade med cyanobakterier, en grupp eubakterier med den enzymatiska maskinerna som krävs för att utföra fotosyntetiska reaktioner.

Ursprunget till mitokondrierna

De nuvarande mitokondrierna kunde ha uppstått av en händelse som inträffade mellan 1 och 1.5 miljarder år, där en stor anaerob cell uppslukade en mindre aeroba bakterier, med den enzymatiska maskinerna som är nödvändiga för oxidativ fosforylering.

Den aeroba kroppen gav sin gäst förmågan att generera mer ATP för varje nedbruten organisk molekyl.

Som endosimbiotisk teori vann acceptans i det vetenskapliga samfundet diskuterades den taxonomiska identiteten hos förfäderorganismer som var involverade i symbios hårt.

Idag var tanken på att den stora gästen var en arkea och de uppslukande organismerna (som tidigare nämnts) en alfa -proteobakteri - även om vissa varianter av teorin föreslår en anaerob bakterier, eftersom det finns flera anaeroba former av mitokondrier såsom hydrogenomer.

Plastidos ursprung

Ursprunget till primära plastider

Även om i slutet av 60 -talet stöds symbiotiska teorin av robusta bevis från flera biologiska fält, var det inte förrän på 90 -talet då de snabba framstegen i teknikerna för sekvensering och bioinformatisk bearbetning visar bevis på molekylnivå.

Jämförande studier baserade på molekylära fylogenier hanteras. Dessutom demonstrerade de överföring av gener från endosimbiont genom till värdens kärngenom.

Kan tjäna dig: agar m.R.S: Vad är, grund, förberedelser, användningar

Det uppskattas att upprättandet av de första plastiderna inträffade 1.5 miljarder år, även om den tillfälliga siffran förblir kontroversiell bland forskare.

Ursprunget till sekundära plastider

Även om etablering av en förfädercyanobakterier inom en prokaryotisk gäst förklarar ursprunget till primära plastider, blir evolutionär historia komplex när den försöker förklara ursprunget till den sekundära plast som vi hittar i vissa fotosyntetiska organismer.

Dessa sekundära plaster kännetecknas av närvaron av ytterligare membran, det vill säga ett eller två membran Ytterligare egenskaper till de två membranen som vanligtvis omger organellen. Detta antal membran komplicerar tolkningen, eftersom om en förfäder prokaryota svin skulle en cyanobakteria inte skulle få de tre eller fyra membranen.

Därför var ett genialt svar på detta evolutionära problem att föreslå flera endosimbioshändelser. I detta sammanhang uppslukades en växtcell med ett befintligt plastidium av en andra gäst och reducerades så småningom till ett plastidium.

I vissa fall uppstår en tredje endosimbiotisk händelse. Antalet symbios och värdens natur diskuteras i litteraturen, även om det finns empiriska bevis som stöder idén om flera endosimbioshändelser.

Referenser

1. Anderson, s. W. (1983). Föreslagen modell för prebiotisk utveckling: Användningen av kaos. Proceedings of the National Academy of Sciences, 80(11), 3386-3390.
2. Audesirk, T., Audesirk, g., & Byers, b. OCH. (2003). Biologi: Livet på jorden. Pearson Education.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biologi. Pan -American Medical Redaktion.
4. Chan, c. X. & Bhattacharya, D. (2010) Ursprunget till plastider. Nature Education 3 (9): 84.
5. Räckvidd, m. (2007). Biologi 1: En konstruktivistisk strategi. Pearson Education.
6. Grå, m. W. (2017). Lynn Margulis och endosymbionnt -hypotesen: 50 år senare. Biologi av cellmolekylen, 28(10), 1285-1287.
7. Hogeweg, s., & Takeuchi, n. (2003). Val av flera nivåer i modeller av prebiotisk utveckling: fack och rumslig självorganisation. Livets ursprung och biosfärs utveckling, 33(4-5), 375-403.
8. Spår, n. (2017). Seriell endosymbios eller singularhändelse vid ursprunget till eukaryoter?. Journal of Theoretical Biology, 434, 58-67.
9. Lazcano, a., & Miller, s. L. (nitton nittiosex). Livets ursprung och tidiga utveckling: prebiotisk kemi, pre-RNA-världen och tid. Cell, 85(6), 793-798.
10. Margulis, l. (2004). Endosymbiotisk teori (uppsättning) och sammansatt individualitetsserie. Mikrobiologi idag, 31(4), 172-175.
11. Schrum, j. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). Ursprunget till cellulärt liv. Kall vår hamnperspektiv i biologi, A002212.
12. Stano, s., & Mavelli, f. (2015). Protoceller modeller i livets ursprung och syntetisk biologi. Liv, 5(4), 1700-1702.