Endosymbiotische theorie Hoe eukaryotische cellen evolueren

De endosymbiotische theorie is het geaccepteerde mechanisme voor hoe eukaryotische cellen evolueerden uit prokaryotische cellen. Voor het eerst gepubliceerd door Lynn Margulis in de late jaren 1960, stelde de Endosymbiont-theorie voor dat de belangrijkste organellen van de eukaryotische cel eigenlijk primitieve prokaryotische cellen waren die waren opgeslokt door een andere, grotere prokaryotische cel. De term "endosymbiose" betekent "binnen samenwerken". Of de grotere cel bescherming bood voor de kleinere cellen, of de kleinere cellen energie leverden aan de grotere cel, deze opstelling leek wederzijds voordelig te zijn voor alle prokaryoten.

Hoewel dit in eerste instantie een vergezocht idee leek, zijn de gegevens om er een back-up van te maken onbetwistbaar. De organellen die hun eigen cellen leken te zijn, omvatten de mitochondriën en, in fotosynthetische cellen, de chloroplast. Beide organellen hebben hun eigen DNA en hun eigen ribosomen die niet overeenkomen met de rest van de cel. Dit geeft aan dat ze zelf zouden kunnen overleven en zich voortplanten. In feite lijkt het DNA in de chloroplast sterk op fotosynthetische bacteriën die cyanobacteriën worden genoemd. Het DNA in de mitochondriën lijkt het meest op dat van de bacteriën die tyfus veroorzaken.

Voordat deze prokaryoten endosymbiose konden ondergaan, moesten ze eerst waarschijnlijk koloniale organismen worden. Koloniale organismen zijn groepen van prokaryotische, eencellige organismen die in de nabijheid van andere eencellige prokaryoten leven. Hoewel de individuele eencellige organismen gescheiden bleven en onafhankelijk konden overleven, was het een voordeel om dicht bij andere prokaryoten te leven. Of dit nu een functie van bescherming was of een manier om meer energie te krijgen, kolonialisme moet op een of andere manier nuttig zijn voor alle prokaryoten die bij de kolonie betrokken zijn.

Toen deze eencellige levende wezens dicht genoeg bij elkaar in de buurt waren, gingen ze hun symbiotische relatie een stap verder. Het grotere eencellige organisme overspoelde andere, kleinere, eencellige organismen. Op dat moment waren ze niet langer onafhankelijke koloniale organismen, maar in plaats daarvan één grote cel. Toen de grotere cel die de kleinere cellen had overspoeld ging delen, werden kopieën van de kleinere prokaryoten erin gemaakt en doorgegeven aan de dochtercellen. Uiteindelijk werden de kleinere prokaryoten die waren verzwolgen aangepast en geëvolueerd tot enkele van de organellen die we vandaag kennen in eukaryotische cellen zoals de mitochondriën en chloroplasten. Andere organellen kwamen uiteindelijk voort uit deze eerste organellen, waaronder de kern waarin het DNA in een eukaryoot is gehuisvest, het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat. In de moderne eukaryotische cel staan ​​deze delen bekend als membraangebonden organellen. Ze verschijnen nog steeds niet in prokaryotische cellen zoals bacteriën en archaea, maar zijn aanwezig in alle organismen die zijn geclassificeerd onder het Eukarya-domein.