生物线粒体真的起源于细菌吗?
线粒体是真核生物进行有氧代谢的地方,在这里碳水化合物、脂肪等。经历生化反应释放能量,为整个细胞提供持续的能量,这叫细胞?能源工厂?。
人体细胞中线粒体的数量因其功能而异。普通细胞有几百个线粒体,肝细胞有1000多个线粒体,肌肉细胞线粒体更多。线粒体具有独立于细胞核的遗传物质,而人类的线粒体DNA只来自母亲,因此线粒体DNA可以用来追溯母系起源。
关于线粒体的起源有两种不同的学说,即内源性学说和非内源性学说,两者都有各自的证据。
内生增长理论
按照这种说法,大约6543.8+0.7亿年前,一种名为革兰氏阴性菌的需氧细菌侵入了宿主细胞,但宿主细胞并没有将细菌吞下。两人反而演变成了* *关系。宿主细胞为细菌提供源源不断的营养物质,细菌高效地将营养物质分解为能量提供给宿主。两者的合作大大增强了它们的生存能力,并逐渐在生物竞争中占据一席之地。
有许多证据支持内生增长理论,例如:
证据1
线粒体有独立于细胞核的遗传物质,它们的密码子是不同的。例如,UGA在细胞核中是终止密码子,但在人类线粒体DNA中是色氨酸密码子,AUA在细胞核中是异亮氨酸密码子,在线粒体DNA中是蛋氨酸密码子,这与一些变形菌类似。这也是支持内生增长理论的最直接证据。
证据2
线粒体是细胞中极少数具有双膜的结构(细胞核也有双膜结构),而高尔基体、内质网、溶酶体等。都有单一的膜结构,线粒体内膜类似细菌膜,外膜类似真核生物生物膜,也可以用内生论解释。
证据3
线粒体DNA是环状的,类似于某些细菌的环状DNA,线粒体蛋白的翻译过程与细胞核不同,但更类似于某些细菌。
证据4
线粒体以类似于细菌的方式增殖。
以上证据对于内生增长理论是很有说服力的,所以内生增长理论也是线粒体起源的主流观点;在植物或少数细菌中,叶绿体的起源与线粒体非常相似。认为叶绿体起源于一些原核生物(如蓝藻),叶绿体是特殊的双膜结构。
事实上,在现有的生物中,也存在动物宿主使用其他生物基因的情况。比如生活在美国东海岸的绿叶海蛞蝓,可以利用吞食的藻类基因,让它们也能进行光合作用。
非内生理论
这种理论认为线粒体是由细胞中的某种生物膜进化而来的,但是并没有太多的证据支持这种理论,也很难解释为什么线粒体DNA和细菌DNA会有这么多的相似之处。