br>>>/p>p>Similitudes entre Bactérias e Organelas Semiautónomas
Uma vez que a hipótese simbiótica afirma que mitocôndrias e cloroplastos surgiram de bactérias que entraram numa célula eucariótica para formar uma relação simbiótica, as semelhanças entre bactérias e estas organelas semiautónomas mostram fortes evidências de que esta hipótese está correcta.
- li>Função
Mitocôndrias partilham características muito semelhantes com as bactérias púrpura-eróbias. Ambas utilizam oxigénio na produção de ATP, e ambas o fazem utilizando o Ciclo de Kreb e a fosforilação oxidativa. (mitocôndrias à esquerda e bactérias aeróbias roxas à direita)
Cloroplastos são muito semelhantes às bactérias fotossintéticas, na medida em que ambas têm uma clorofila muito semelhante que aproveita a energia da luz para se converter em energia química. (Cloroplasto à esquerda e bactérias fotossintéticas à direita)
P> Embora existam muitas semelhanças entre mitocôndrias e bactérias aeróbicas roxas e cloroplastos e bactérias fotossintéticas, parecem ser leves e ter surgido através da evolução.
- li> Tamanho
Tamanho das mitocôndrias e dos cloroplastos em comparação com as bactérias é outra observação simples que suporta a hipótese endosimbiótica. As mitocôndrias, cloroplastos e procariotas (bactérias) variam de cerca de um a dez microns de tamanho. (1 mícron=1X10-6 Metros) Isto parece muito básico, mas se houvesse uma grande diferença de tamanhos entre estes três componentes, a hipótese pareceria ser falsa.
- li>DNA, RNA, Ribossomas e Síntese de Proteínas
A primeira evidência que precisava de ser encontrada para apoiar a hipótese endosymbiotica era se as mitocôndrias e os cloroplastos tinham ou não o seu próprio ADN e se este ADN é semelhante ao ADN bacteriano. Isto foi mais tarde provado para o ADN, ARN, ribossomas, clorofila (para cloroplastos), e síntese de proteínas. Isto forneceu as primeiras provas substanciais para a hipótese endosimbiótica. Foi também determinado que as mitocôndrias e os cloroplastos se dividem independentemente da célula em que vivem.
Mitocôndrias tendo o seu próprio ADN e dividindo independentemente da célula é o que em última análise resulta em apenas o ADN mitocondrial ser herdado pela mãe, uma vez que apenas um óvulo tem ADN enquanto um espermatozóide não o tem. (Esta relação também prova que as características descobertas das mitocôndrias são verdadeiras.)
Este nível de independência entre organelas semiautónomas mostra que não estão muito relacionadas com o núcleo ou outras organelas de uma célula eucariótica. Como não estão relacionadas, parece ainda mais provável que as mitocôndrias e os cloroplastos fossem originalmente bactérias que entraram na célula eucariótica através da endocitose para formar uma relação simbiótica.
Promoção revolucionária
Cientistas (particularmente Lynn Margulis) começaram então a pensar que se as mitocôndrias e os cloroplastos eram verdadeiramente bactérias que eram levadas para as células eucarióticas através da endocitose, então deve haver um impulso histórico para promover esta relação simbiótica. Há cerca de 3,8 mil milhões de anos, só existiam bactérias anaeróbias porque a atmosfera terrestre não continha qualquer oxigénio. As primeiras bactérias fotossintéticas surgiram há cerca de 3,2 mil milhões de anos e começaram a produzir grandes quantidades de oxigénio como subproduto da fotossíntese. O oxigénio é muito tóxico para as células, e como resultado, estas bactérias anaeróbias e fotossintéticas tornaram-se menos eficazes a sobreviver no seu ambiente. Nesta altura, algumas das bactérias anaeróbias evoluíram para bactérias aeróbias. As bactérias aeróbicas são muito mais adequadas a este ambiente contendo oxigénio e utilizam mesmo oxigénio no processo de fabrico de ATP (uma molécula que armazena uma grande quantidade de energia facilmente acessível). Um factor importante que faltava a ambas estas bactérias era a capacidade de ingerir grandes quantidades de nutrientes do ambiente circundante através da fagocitose. Há cerca de 1,5 mil milhões de anos, a primeira célula nucleada (o eucariote) surgiu através da evolução, e esta célula tinha a capacidade revolucionária de ingerir grandes quantidades de nutrientes através da fagocitose. O facto de existirem bactérias, muito semelhantes às mitocôndrias e aos cloroplastos, antes da célula eucariótica mostra a evidência de que eram bactérias que estavam integradas numa célula eucariótica, em vez de as eucariotas estarem completamente separadas na história evolutiva. Esta linha temporal também dá provas de porque é que uma relação simbiótica seria benéfica.
As bactérias fotossintéticas e aeróbicas foram naturalmente levadas a entrar nesta relação porque a célula eucariótica fornece tanto protecção como nutrientes, e as bactérias fornecem formas para as eucariotas aproveitarem mais energia do que anteriormente conseguiam utilizando apenas glicólise.
Esta (acima) é a segunda fase do processo de glicólise (a única fase que produz realmente o ATP), e como se pode ver, produz apenas um total de 4 ATP (2 ATP líquidos). Quando este processo é combinado com o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa (que requer mitocôndrias), a quantidade líquida de ATP produzida é de 36-38 moléculas.
Por células eucarióticas engolindo bactérias fotossintéticas, poderiam então criar moléculas de glucose que poderiam então ser usadas para passar pelos processos catabólicos nas mitocôndrias, e por conseguinte, as células eucarióticas arreiam ainda mais energia do que por si só. Ter tanta energia para impulsionar processos celulares torna esta nova célula eucariótica mais apta para sobreviver.
Bilayer Fosfolípido Duplo
Uma prova bastante simples para a hipótese endosibiótica é o facto de tanto as mitocôndrias como os cloroplastos terem bilayers fosfolípidos duplos. Isto parece ter surgido por mitocôndrias e cloroplastos que entram nas células eucarióticas através da endocitose. Tanto as bactérias roxas, aeróbicas (semelhantes às mitocôndrias) como as bactérias fotossintéticas (semelhantes aos cloroplastos) têm apenas uma camada de fosfolípidos, mas quando entram noutra célula via endocitose, são ligadas por uma vesícula que forma a segunda camada do seu bico duplo de fosfolípidos.
Este vídeo mostra muito bem o processo de endocitose das bactérias aeróbicas e das bactérias fotossintéticas.