Biologiya fakulteti mustaqil ish

Mitoxondriyalarning kelib chiqishining simbiotik nazariyasi
Hujayra ichidagi bakteriya-endosimbiontlardan mitoxondriya va o'simlik plastidlarining kelib chiqishi haqidagi gipotezani R.Altman 1890-yilda bildirgan edi.Yarim asr oldin paydo bo'lgan biokimyo, sitologiya, genetika va molekulyar biologiya jadal rivojlanayotgan asrda gipoteza kuchaydi. katta miqdordagi faktik materiallarga asoslangan nazariyaga ... Uning mohiyati quyidagicha: fotosintez qiluvchi bakteriyalar paydo bo'lishi bilan Yer atmosferasida to'plangan kislorod - ularning metabolizmining qo'shimcha mahsuloti. Uning kontsentratsiyasining oshishi bilan anaerob geterotroflarning hayoti qiyinlashdi va ularning ba'zilari energiya olish uchun anoksik fermentatsiyadan oksidlovchi fosforlanishga o'tdi. Bunday aerob geterotroflar anaerob bakteriyalarga qaraganda yuqori samaradorlik bilan fotosintez natijasida hosil bo'lgan organik moddalarni parchalashi mumkin edi. Erkin yashovchi aeroblarning bir qismi anaeroblar tomonidan ushlangan, ammo "hazm qilinmagan" emas, balki energiya stantsiyalari, mitoxondriyalar sifatida saqlanib qolgan. Mitoxondriyalarni nafas ololmaydigan hujayralarni ATP molekulalari bilan ta'minlash uchun asirga olingan qullar sifatida qaramaslik kerak. Aksincha, ular Proterozoy davrida o'zlari va avlodlari uchun eng yaxshi boshpanalarni topib olgan "maxluqlar" bo'lib, u erda siz eng kam kuch sarflashingiz mumkin.
Nukleotidlar ketma-ketligi nuqtai nazaridan mitoxondriyalarning ribosoma va transport RNKlari yadrolardan farq qiladi, shu bilan birga ba'zi aerob grammusbat eubakteriyalarning o'xshash molekulalari bilan hayratlanarli darajada o'xshashlikni namoyish etadi;
Mitoxondrial RNK polimerazalari, garchi hujayra yadrosida kodlangan bo'lsa-da, bakteriya kabi rifampitsin tomonidan inhibe qilinadi va eukaryotik RNK polimerazalari bu antibiotikga sezgir emas;
Mitoxondriya va bakteriyalarda oqsil sintezi eukariotlarning ribosomalariga ta'sir qilmaydigan bir xil antibiotiklar tomonidan bostiriladi;
Mitoxondriyaning ichki membranasi va bakterial plazmalemmaning lipid tarkibi o'xshash, ammo eukaryotik hujayralarning boshqa membranalari bilan gomologik bo'lgan mitoxondriyaning tashqi membranasidan juda farq qiladi;
Ichki mitoxondriyal membranadan hosil bo'lgan kristallar ko'plab prokariotlarning mezosomal membranalarining evolyutsion analoglari;
Eukaryotlarning turli qirolliklarida turli ajdodlar bo'lgan va bakteriyalarning endosimbiozi tirik organizmlar evolyutsiyasining turli bosqichlarida paydo bo'lgan degan fikr mavjud. Buni protozoa, zamburug'lar, o'simliklar va yuqori hayvonlarning mitoxondrial genomlari tuzilishidagi farqlar ham ko'rsatadi. Ammo barcha holatlarda promitoxondriyalardan genlarning asosiy qismi, ehtimol, mobil genetik elementlarning yordami bilan yadroga kirdi. Simbiontlardan birining genomining bir qismi ikkinchisining genomiga kiritilganda simbiontlarning integratsiyasi qaytarilmas holga keladi. Yangi genom foydali mahsulotlarning shakllanishiga olib keladigan metabolik yo'llarni yaratishi mumkin, bu esa sheriklarning hech biri tomonidan individual ravishda sintezlana olmaydi. Shunday qilib, buyrak usti korteksining hujayralari tomonidan steroid gormonlar sintezi murakkab reaktsiyalar zanjiri bo'lib, ularning bir qismi mitoxondriyada, ba'zilari esa endoplazmatik retikulumda sodir bo'ladi. Promitoxondriya genlarini ushlash orqali yadro simbiont funksiyalarini ishonchli nazorat qila oldi. Yadroda mitoxondriyaning tashqi membranasining barcha oqsillari va lipid sintezi, matritsa oqsillarining ko'p qismi va organellalarning ichki membranasi kodlangan. Eng muhimi, yadro mtDNKning replikatsiyasi, transkripsiyasi va tarjimasi fermentlarini kodlaydi va shu bilan mitoxondriyalarning o'sishi va ko'payishini nazorat qiladi. Simbiotik sheriklarning o'sish tezligi taxminan bir xil bo'lishi kerak. Agar uy egasi tezroq o'sadigan bo'lsa, unda har bir avlod bilan bir kishiga simbiontlar soni kamayadi va oxir-oqibat mitoxondriyasiz avlodlar paydo bo'ladi. Bizga ma'lumki, jinsiy yo'l bilan ko'payadigan organizmning har bir hujayrasida ko'plab mitoxondriyalar mavjud bo'lib, ular uy egasining bo'linishlari oralig'ida o'zlarining DNKlarini takrorlaydilar. Bu qiz hujayralarning har biri mitoxondriyal genomning kamida bitta nusxasini olishini ta'minlaydi.