例析線粒體和葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說-展示頁(yè)
2025-07-01 19:59本頁(yè)面
【正文】 藍(lán)細(xì)菌被原始真核細(xì)胞攝人后，為宿主細(xì)胞進(jìn)行光合作用；而宿主細(xì)胞則為其提供其他的生存條件。當(dāng)這種細(xì)菌被原始真核細(xì)胞吞噬后，即與宿主細(xì)胞間形成互利的共生關(guān)系：原始真核細(xì)胞利用這種細(xì)菌獲得更充分的能量；而這種細(xì)菌則從宿主細(xì)胞獲得更適宜的生存環(huán)境。假設(shè)認(rèn)為，真核細(xì)胞的祖先是一種體積較大、不需氧具有吞噬能力的細(xì)胞，通過糖酵解獲取能量。隨著人們對(duì)真核細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、線粒體和葉綠體DNA及其編碼機(jī)制的認(rèn)識(shí)，內(nèi)共生起源學(xué)說的內(nèi)涵得到了進(jìn)一步充實(shí)。內(nèi)共生起源學(xué)說認(rèn)為，線粒體和葉綠體分別起源于原始真核細(xì)胞內(nèi)共生的行有氧呼吸的細(xì)菌和行光能自養(yǎng)的藍(lán)細(xì)菌。例析線粒體和葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說封開縣江口中學(xué) 陶 勇 由于線粒體和葉綠體具有獨(dú)特的半自主性并與細(xì)胞核建立了復(fù)雜而協(xié)調(diào)的互作關(guān)系，它們的起源一直以來多被認(rèn)為有別于其他細(xì)胞器。在人們?yōu)檫@兩種細(xì)胞器設(shè)計(jì)的起源假說中，內(nèi)共生起源學(xué)說很好地貼合了線粒體和葉綠體的半自主性和核質(zhì)關(guān)系特征，因而得到了廣泛的認(rèn)可和支持。該假說的提出遠(yuǎn)早于mtDNA和cpDNA的發(fā)現(xiàn)。1970年，Margulis在已有的資料基礎(chǔ)上提出了一種更為細(xì)致的設(shè)想。而線粒體的祖先則是一種革蘭氏陰性菌，具備三羧酸循環(huán)所需的酶和電子傳遞鏈系統(tǒng)，可利用氧氣把糖酵解的產(chǎn)物丙酮酸進(jìn)一步分解，獲得比糖酵解更多的能量。與此類似，葉綠體的祖先可能是原核生物的藍(lán)細(xì)菌（cyanbacteria)。線粒體和葉綠體的內(nèi)共生學(xué)說先后得到了大量的生物學(xué)研究證據(jù)的支持。這種轉(zhuǎn)移極大的削弱了線粒體和葉綠體的自主性，建立起穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的核質(zhì)互作關(guān)系。它們均為單條環(huán)狀雙鏈DNA分子，不含5甲基胞嘧啶，無(wú)組蛋白結(jié)合并能進(jìn)行獨(dú)立的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，線粒體和葉綠體具有自身的DNA聚合酶及RNA 聚合酶，能獨(dú)立復(fù)制和轉(zhuǎn)錄自己的RNA。②線粒體和葉綠體的核糖體較小于真核生物80S核糖體。④線粒體中的蛋白質(zhì)合成因子具有原核生物核糖體的識(shí)別特異性，其功能可部分地被細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成因子取代，但線粒體的蛋白質(zhì)合成因子不能識(shí)別細(xì)胞質(zhì)核糖體。⑥葉綠體tRNA和氨酰tRNA合成酶通?？膳c細(xì)菌相應(yīng)的酶交叉識(shí)別，而不與細(xì)胞質(zhì)中相應(yīng)的酶形成交叉識(shí)別。⑧線粒體和葉綠體核糖體上的蛋白質(zhì)合成被氯霉素、四環(huán)素抑制，而抑制真核生物核糖體上蛋白質(zhì)合成的放線酮對(duì)它們無(wú)抑制作用。 線粒體和葉綠體均以縊裂的方式分裂繁殖，類似于細(xì)菌。外膜與真核細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)具有性質(zhì)上的相似，可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體膜融合溝通；而它們的內(nèi)膜則與細(xì)菌質(zhì)膜相似，內(nèi)陷折疊形成細(xì)菌的間體、線粒體的嵴和葉綠體的類囊體。這些特性都暗示線粒體和葉綠體的內(nèi)膜起源于最初的共生體（呼吸細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌）的質(zhì)膜，而外膜則來源于它們的宿主（共生體
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