Sejarah teori endosimbiotik, apa yang mengusulkan, contoh

Itu Teori endosimbiotik oendosimbiosis (endo, di dalam dan simbiosis, hidup bersama) meningkatkan asal usul berbagai organel yang ada dalam eukariota dari hubungan simbiotik antara prokariota leluhur.

Dalam hubungan ini, prokaryota diliputi oleh ukuran yang lebih besar. Akhirnya, organisme terkecil tidak dicerna, tetapi selamat dan dimasukkan ke dalam sitoplasma tamunya.

Teori endosimbiotik berupaya menjelaskan asal mula organel eukariotik, seperti kloroplas. Sumber: Pixabay.com

Terjadi kontinuitas evolusi, kedua organisme harus memiliki waktu replikasi yang sama. Konsekuensi dari divisi yang disinkronkan adalah bahwa keturunan tamu berisi organisme Symbiote.

Dengan demikian, diusulkan bahwa kloroplas adalah hasil dari endosimbiosis antara organisme heterotrofik dan cyanobacteria yang, seiring waktu, menjadi plastidium. Demikian pula, itu berspekulasi bahwa mitokondria memiliki asal evolusioner mereka dalam kelompok alfa-proteobacteria.

Meskipun ide -ide ini mulai berlatih di benak beberapa ilmuwan abad kesembilan belas, ia dilanjutkan, dimodifikasi dan didukung dengan benar di pertengahan 60 -an oleh Lynn Margulis.

Beberapa bukti dari teori ini adalah kesamaan antara organel dan bakteri dalam hal ukuran, organisasi genom, struktur ribosom dan homologi molekuler.

[TOC]

Sejarah

1900-1920: Kontribusi Meschkowsky, Portier dan Wallien

Bagi sebagian besar ahli biologi, teori endosimbiotik langsung dikaitkan dengan Lynn Margulis. Namun, beberapa ilmuwan sebelum Margulis mengusulkan hipotesis baru untuk menjelaskan asal mula organel eukariotik.

Gagasan pertama yang terkait dengan teori endosimbiotik dikaitkan dengan botani Rusia Constantin Mereschkowsky, yang membuat deskripsi tentang asal usul plastid (organel tanaman yang termasuk kloroplas, kromoplas, amiloplas, antara lain) pada tahun 1905.

Pendekatan penulis ini pada dasarnya terdiri dari peristiwa simbiotik antara cyanobacteria "berkurang" dan tamu. Sementara pemikiran ilmuwan Mereschkowsky inovatif untuk saat itu, dia tidak memberikan penjelasan untuk asal usul organel eukariotik lainnya.

Pada tahun 1918, ahli biologi Prancis Paul Portier memperhatikan kemiripan tertentu antara bakteri dan mitokondria. Meskipun ide berada di jalur yang benar, penulis mengusulkan penanaman mitokondria di luar sel, metodologi yang ditolak oleh rekan -rekannya.

Di pertengahan 20 -an, asal mitokondria diperpanjang oleh ahli biologi dari Amerika Serikat Ivan Wallin, yang yakin bahwa organel ini adalah keturunan organisme prokariotik.

Sayangnya, Wallin tidak menemukan mekanisme yang masuk akal untuk transformasi yang terangkat, sehingga teori endosimbiotik dilupakan selama beberapa tahun.

1960: Kontribusi Lynn Margulis

Baru pada tahun 60 -an ketika seorang peneliti muda di Universitas Boston bernama Lynn Margulis mengusulkan teori endosimbiotik dalam hal yang cukup kuat, berdasarkan pada sitologis, biokimia, dan bukti paleontologis.

Dapat melayani Anda: agar cokelat

Saat ini, teori endosimbiotik diterima secara normal, tetapi pada zaman Margulis ide -ide mereka diperlakukan dengan skeptisisme yang ditandai - yang menyebabkan penolakan atas pekerjaan mereka untuk lebih dari 15 jurnal ilmiah.

Apa yang mengusulkan teori endosimbiotik?

Asal usul sel prokariotik pertama berasal dari lebih dari 3.5 miliar tahun, dan tetap dengan cara ini sekitar 1.Tambahan 5 miliar tahun. Setelah periode temporal ini, dianggap bahwa sel eukariotik pertama muncul, diidentifikasi dengan kompleksitasnya, adanya inti dan organel.

Dalam biologi, salah satu topik terpenting adalah asal dan evolusi sel eukariotik, dan salah satu teori yang berupaya menjelaskan adalah teori endosimbiotik.

Ini mengusulkan asal organel dari peristiwa simbiosis antara organisme prokariotik leluhur, yang seiring waktu diintegrasikan dan tubuh yang dilanda berkurang dan menjadi komponen sitoplasma terbesar dari yang terbesar dari yang terbesar dari yang terbesar dari yang terbesar dari yang terbesar terbesar.

Salah satu konsekuensi dari teori endosimbiotik adalah transfer horizontal gen di antara organisme prokariotik yang terlibat dalam asosiasi simbiosis, dari "organel" baru hingga genom nuklir inang.

Bukti

Selanjutnya kami akan menyajikan serangkaian bukti umum yang mendukung teori endosimbiotik:

Ukuran

Ukuran eukariota (panggilan kloroplas atau mitokondria) sangat mirip dengan organisme bakteri saat ini.

Ribosom

Salah satu perbedaan yang paling terkenal antara eukariota dan prokariota berada dalam ukuran subunit besar dan kecil yang membentuk ribosom - yang terlibat dalam sintesis protein.

Kloroplas dan mitokondria memiliki ribosom di dalamnya dan ini menunjukkan fitur ribosom yang dijelaskan dalam Eubacteria.

Materi genetik

Baik kloroplas dan mitokondria ditandai dengan menghadirkan genom sirkular mereka sendiri - sebagai organisme prokariotik.

Genom Mitokondria

Genom mitokondria terbentuk dari gen yang menyandikan sejumlah kecil RNA ribosom dan transfer RNA yang terlibat dalam sintesis protein organel yang dimaksud.

Sebagian besar protein struktural dan enzim mitokondria dikodekan oleh gen yang berada dalam bahan genetik nuklir.

Organisasi genom mitokondria sangat bervariasi antara garis keturunan eukariotik. Pada manusia, misalnya, genom mitokondria adalah molekul melingkar yang menampung sekitar 16.569 pasangan basa yang mengkode dua RNA ribosom, 22 transfer RNA dan hanya 13 protein.

Genom kloroplas

Berbeda dengan genom mitokondria, yaitu kloroplas sedikit lebih besar dan berisi informasi yang diperlukan untuk sintesis sekitar 120 protein.

Itu dapat melayani Anda: hidrolase: struktur, fungsi, contoh

Konsekuensi dari genom organel

Mode Divisi Kloroplas dan Mitokondria yang aneh menunjukkan pola non -Mendelian. Yaitu, reproduksi terjadi melalui reproduksi (seperti pada bakteri) dan bukan dengan sintesis seluler dari novo.

Fenomena ini terjadi karena adanya bahan genetik unik yang tidak kita temukan di inti sel. Mitokondria diwarisi oleh garis ibu dan sebagian besar tanaman dengan reproduksi seksual, kloroplas berkontribusi pada zigot dalam pembentukan oleh tanaman induk.

Homologi molekuler

Berkat sekuensing gen, ini telah menjadi bukti.

Urutan DNA mitokondria sangat mirip dengan sekuens yang ditemukan pada kelompok bakteri tertentu yang disebut alfa-proteobacteria. Bukti ini menunjukkan bahwa kemungkinan organisme yang berpartisipasi dalam peristiwa endosimbiotik adalah leluhur alfa-ancestral.

Sebaliknya, sekuens kloroplas tampaknya terkait erat dengan cyanobacteria, sekelompok eubakteri dengan mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan reaksi fotosintesis.

Asal mula mitokondria

Mitokondria saat ini bisa muncul dengan peristiwa yang terjadi antara 1 dan 1.5 miliar tahun, di mana sel anaerob besar melanda bakteri aerob yang lebih kecil, dengan mesin enzimatik yang diperlukan untuk fosforilasi oksidatif.

Tubuh aerobik memberikan tamunya kemampuan untuk menghasilkan lebih banyak ATP untuk setiap molekul organik yang terdegradasi.

Ketika teori endosimbiotik memenangkan penerimaan dalam komunitas ilmiah, identitas taksonomi organisme leluhur yang terlibat dalam simbiosis sulit dibahas.

Saat ini, gagasan bahwa tamu besar itu adalah organisme Archea dan ikut (seperti yang disebutkan sebelumnya) adalah alfa -proteobacteria - meskipun beberapa varian teori tersebut mengusulkan bakteri anaerob, karena ada beberapa bentuk mitokondria anaerob seperti hidrogenosom, karena hydrogenosomes anaerobik seperti hidrogenosomes anaerobik seperti hidrogenosom anaerobik anaerobik anaerob.

Asal usul plastidos

Asal plastid primer

Meskipun pada akhir tahun 60 -an, teori simbiosis didukung oleh bukti kuat dari berbagai bidang biologi, tidak sampai tahun 90 -an ketika kemajuan cepat dalam teknik pengurutan dan pemrosesan bioinformatik menunjukkan bukti pada tingkat molekuler.

Studi perbandingan berdasarkan filogenia molekuler yang dikelola. Selain itu, mereka menunjukkan transfer gen dari genom endosimbiont ke genom nuklir inang.

Dapat melayani Anda: agar m.R.S: Apa itu, fondasi, persiapan, penggunaan

Diperkirakan bahwa pembentukan plastid pertama terjadi 1.5 miliar tahun, meskipun sosok sementara tetap kontroversial di antara para ilmuwan.

Asal plastid sekunder

Meskipun pembentukan cyanobacteria leluhur dalam tamu prokariotik menjelaskan asal usul plastid primer, sejarah evolusi menjadi kompleks ketika berusaha menjelaskan asal usul plastik sekunder yang kami temukan dalam beberapa organisme fotosintesis.

Plastri sekunder ini ditandai dengan adanya membran tambahan, yaitu, satu atau dua membran Fitur tambahan ke dua selaput yang biasanya mengelilingi organel. Jumlah selaput ini memperumit interpretasi, karena jika seorang leluhur prokaryota babi, cyanobacteria tidak akan memperoleh tiga atau empat selaput.

Oleh karena itu, respons yang cerdik terhadap masalah evolusi ini adalah untuk mengusulkan beberapa peristiwa endosimbiosis. Dalam konteks ini, sel tanaman dengan plastidium yang ada diliputi oleh tamu kedua, dan akhirnya dikurangi menjadi plastidium.

Dalam beberapa kasus, peristiwa endosimbiotik ketiga muncul. Jumlah simbiosis dan sifat inang dibahas dalam literatur, meskipun ada bukti empiris yang mendukung gagasan beberapa peristiwa endosimbiosis beberapa.

Referensi

1. Anderson, hlm. W. (1983). Sarankan Model untuk Evolusi Prebiotik: Penggunaan Kekacauan. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, 80(11), 3386-3390.
2. Audesirk, t., Audesirk, g., & Byers, b. DAN. (2003). Biologi: Kehidupan di Bumi. Pendidikan Pearson.
3. Campbell, a. N., & Reece, J. B. (2005). biologi. Editorial medis Pan -American.
4. Chan, c. X. & Bhattacharya, D. (2010) Asal usul plastid. Pendidikan Alam 3 (9): 84.
5. Kisaran, m. (2007). Biologi 1: Pendekatan Konstruktivis. Pendidikan Pearson.
6. Gray, m. W. (2017). Lynn Margulis dan hipotesis endosimbionn: 50 tahun kemudian. Biologi molekul sel, 28(10), 1285-1287.
7. Hogeweg, hlm., & Takeuchi, n. (2003). Seleksi bertingkat dalam model evolusi prebiotik: kompartemen dan pengorganisasian diri spasial. Asal kehidupan dan evolusi biosfer, 33(4-5), 375-403.
8. Jalur, n. (2017). Endosimbiosis serial atau peristiwa tunggal di asal eukariota?. Jurnal Biologi Teoritis, 434, 58-67.
9. Lazcano, a., & Miller, s. L. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Asal dan Evolusi Kehidupan Awal: Kimia Prebiotik, Dunia Pra-RNA, dan Waktu. Sel, 85(6), 793-798.
10. Margulis, l. (2004). Teori endosimbiotik (set) dan serial individualitas gabungan. Mikrobiologi hari ini, 31(4), 172-175.
11. Schrum, J. P., Zhu, t. F., & Szostak, J. W. (2010). Asal -usul kehidupan seluler. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Biologi, A002212.
12. Stano, hlm., & Mavelli, f. (2015). Model Protocells in Origin of Life and Sintetic Biology. Kehidupan, 5(4), 1700-1702.