Endosymbiotická teorie

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Endosymbiotická teorie se zabývá původem mitochondrií a plastidů (např. chloroplastů), což jsou organely eukaryotických buněk. Podle této teorie byly tyto organely dříve oddělené nezávislé prokaryotické organizmy, které byly pohlceny do buněk a staly se endosymbionty. Mitochondrie se vyvinuly z proteobakterií (z příbuzenstva Rickettsiales) a chloroplasty ze sinic.

Vznik teorie

Teorie byla poprve formulována roku 1905 ruským lichenologem Konstantinem Merežkovským, který studoval symbiózu hub a řas v lišejníku. U chloroplastů pozoroval rozmnožování podobné dělení bakterií.

Endosymbiotická teorie byla roku 1981 popularizována Lynn Margulisovou, podle které eukaryotický organismus vznikl jako seskupení různých organismů. Margulisová ovšem představuje maximalistické pojetí této teorie, mimo jiné předpokládá endosymbiotický původ i u bičíků, který měl vzniknout z spirochet - většina vědců však toto extremistické pojetí neuznává, protože bičík neobsahuje vlastní DNA a jeho stavba se zásadně liší od prokaryotního bičíku.

Podpora této teorie

Tuto teorii podporuje podobnost mitochondrie, plazmidů a bakterií (společné znaky).

  • podobná velikost a tvar
  • obsah DNA, jeho podoba a zpracování
  • podobné ribozomy
  • proteosyntéza
  • podobná stavba vnitřní membrány
  • podobný systém proteosyntézy
  • tyto organely se množí dělením. Pokud se zničí všechny tyto organely v buňce (například chemicky), nové nemohou vzniknout

Vznik mitochondrie

Vznik mitochondrií se je předpokládaná endosymbiotická událost, ke mělo dojít asi před 1,5–2 miliardami lety, kdy se na Zemi objevil kyslík v dostatečné koncentraci, aby dokázal negativně ovlivňovat anaerobní organismy. Protože na ně působí kyslík jako jed tím, že oxiduje jejich struktury, ta eukaryota, která dokázala využít schopnosti bakterií zpracovávat kyslík tak, že je pohltila, získala evoluční výhodu. Po pohlcení došlo k přesunu části genů mitochondrie do jádra. To vysvětluje, proč některé geny v eukaryotním jádře, které kódují mitochondriální enzymy, připomínají bakteriální geny (například superoxiddismutáza).

Společné znaky bakterií a mitochondrií
Kromě vlastností vyjmenovaných u podpory endosymbiotické teorie mají bakterie a mitochondrie společné

Evoluce mitochondrie

Podle analýzy mitochondriálních genů se zdá, že jsou od odvozeny od α-proteobakterií, patřící do skupiny gramnegativních bakterií které mohly být v minulosti fagocytovány nebo v buňce parazitovaly. Příbuzné rickettsie dokáží z buňky čerpat látky bohaté na energii i ATP. V evoluci pak stačilo obrátit směr ATP pump tak, aby posílaly ATP do buňky.

Existují eukaryota, která postrádají mitochondrie (kmen parabasala, diplomonády, měňavka úplavičná, mikrosporidie), u některých je funkce nahrazena hydrogenozomem či se mitochondrie změnila na mitozom. U všech eukaryot, i u těch bez mitochondrií, však byly nalezeny geny kódující mitochondriální proteiny, takže mitochondrie u nich evidentně zanikly sekundárně.

Primární plastidy

Plastidy se v rámci primární endosymbiózy pravděpodobně vyvinuly ze sinic. Existují tři linie chloroplastů:

U ostatních vznikly plastidy sekundárně.

Mezi společné znaky plastidů a sinic, a tedy důkazy endosymbiotického původu plastidů, patří:

Sekundární plastidy

U některých protist se vyskytují sekundární organely, které vznikly endosymbiózou organismu, který už obsahoval semiautonomní organely. Při takovém vzniku se zvětší počet membrán, a někdy se zachová funkční jádro.

Mechanismus vzniku

Vznik sekundárních plastidů vznikl pravděpodobně tak, že heterotrofní organismus pozře řasu, ale nerozloží ji. Ta pak začne žít uvnitř jeho cytoplasmy. Řasa postupně ztratí mitochondrie, většiny jádra (zůstává tzv. nukleomorf). Vzniklý organismus má čtyři membrány (2 chloroplast, jednu z původní buňky, vlastní membrána), tři genomy (plastid, fagocytovaná řasa, vlastní genom). Jedna z membrán často zaniká.

Dělení podle původu

Terciární a vyšší plastidy

Některé organismy dokáží pohltit a využít jiné organismy, které už mají sekundární plastid a začlenit je do svých buněk. Případ dinoflagelát. V některých případech vznikají i plastidy čtvrtého řádu.[[[Wikipedie:Ověřitelnost|<span class="doplnte-zdroj" title="Je potřeba doložit zdroj předchozího tvrzení, označeno Chyba: neplatný čas">zdroj?]]]

Předpokládaný další vývoj

Tzv. efekt kočky Šklíby

Související články

Literatura

MARGULIS, Lynn. Symbiotická planeta : nový pohled na evoluci. Vyd. 1. Praha : Academia, 2004. 150 s. Mistři vědy. ISBN 80-200-1206-0.