Kandungan
Hampir empat bilion tahun yang lalu, bentuk kehidupan pertama muncul di Bumi, dan ini adalah bakteria terawal. Bakteria ini berkembang dari masa ke masa dan akhirnya bercabang ke dalam pelbagai bentuk kehidupan yang dilihat pada hari ini. Bakteria tergolong dalam kumpulan organisma yang dipanggil prokariot, entiti sel tunggal yang tidak mengandungi struktur dalaman yang terikat dengan membran. Kelas organisma lain ialah eukariot yang mempunyai nukleus membran dan struktur lain. Mitokondria, yang memberi tenaga untuk sel, adalah salah satu struktur terikat membran yang dinamakan organel. Chloroplasts adalah organel dalam sel tumbuhan yang boleh membuat makanan. Kedua-dua organel ini mempunyai banyak persamaan dengan bakteria dan mungkin sebenarnya telah berkembang secara langsung dari mereka.
Genom berasingan
Bakteria membawa DNA mereka, molekul yang mengandungi gen, dalam komponen bulat yang disebut plasmid. Mitokondria dan kloroplas mempunyai DNA mereka sendiri yang terdapat dalam struktur seperti plasmid. Di samping itu, DNA mitokondria dan kloroplas, seperti bakteria, tidak melekat pada struktur perlindungan yang dipanggil histones yang mengikat DNA. Organel ini membuat DNA mereka sendiri dan mensintesis protein mereka sendiri yang bebas dari sisa sel.
Sintesis Protein
Bakteria membuat protein dalam struktur yang dipanggil ribosom. Proses pembuatan protein bermula dengan asid amino yang sama, salah satu dari 20 subunit yang membentuk protein. Ini asid amino bermula dari N-formylmethionine dalam bakteria serta mitokondria dan kloroplas. N-formylmethionine adalah bentuk yang berbeza daripada asid amino methionine; protein yang dibuat di selebihnya ribosom sel mempunyai isyarat permulaan yang berbeza - methionine kosong. Selain itu, ribosom chloroplast sangat mirip dengan ribosom bakteria dan berbeza dari ribosom sel.
Replikasi
Mitokondria dan kloroplas membuat lebih banyak daripada diri mereka dalam cara yang sama seperti membiak bakteria. Sekiranya mitokondria dan kloroplas dikeluarkan dari sel, sel tersebut tidak boleh membuat sebarang organ ini untuk menggantikan yang telah dikeluarkan. Satu-satunya cara organel ini boleh direplikasi adalah melalui kaedah yang sama yang digunakan oleh bakteria: pembelahan binari. Seperti bakteria, mitokondria dan kloroplas tumbuh dalam saiz, menduplikasi DNA mereka dan struktur lain, dan kemudian terbahagi kepada dua organel yang sama.
Kepekaan terhadap Antibiotik
Fungsi mitokondria dan kloroplas nampaknya dikompromi oleh tindakan antibiotik yang sama yang menyebabkan masalah untuk bakteria. Antibiotik seperti streptomycin, chloramphenicol dan neomycin membunuh bakteria, tetapi juga menyebabkan kerosakan kepada mitokondria dan kloroplas. Sebagai contoh, chloramphenicol bertindak pada ribosom, struktur dalam sel yang merupakan tapak pengeluaran protein. Antibiotik khusus bertindak pada ribosom bakteria; malangnya, ia juga memberi kesan kepada ribosom dalam mitokondria, menyimpulkan kajian 2012 oleh Dr Alison E. Barnhill dan rakan sekerja di Iowa State University College of Veterinary Medicine dan diterbitkan dalam jurnal "Agen Antimikrobial dan Kemoterapi."
Teori Endosymbiotik
Kerana persamaan yang menyerupai antara kloroplas, mitokondria dan bakteria, para saintis mula melihat hubungan mereka dengan satu sama lain. Ahli biologi Lynn Margulis mengembangkan teori endosymbiotik pada tahun 1967, menjelaskan asal mitokondria dan kloroplas dalam sel eukariotik. Dr. Margulis berteori bahawa kedua mitokondria dan kloroplas berasal dari dunia prokariotik. Mitokondria dan kloroplas sebenarnya prokariot diri, bakteria mudah yang membentuk hubungan dengan sel-sel tuan rumah. Sel-sel tuan rumah ini adalah prokariot yang tidak dapat hidup dalam persekitaran yang kaya dengan oksigen dan menular pendahulunya mitokondria. Organisma tuan rumah ini menyediakan makanan kepada penduduknya sebagai pertukaran untuk dapat bertahan hidup dalam persekitaran yang mengandungi oksigen beracun. Chloroplasts dari sel tumbuhan mungkin berasal dari organisma yang sama dengan cyanobacteria. Prekursor chloroplast datang untuk hidup secara simbiotik dengan sel tumbuhan kerana bakteria ini akan menyediakan tuan rumah mereka dengan makanan dalam bentuk glukosa sementara sel-sel tuan rumah akan menawarkan tempat yang aman untuk hidup.