Лекция: Симбиотическая терия происхождения эукариотических клеток.

По симбиотической гипо­тезе органоиды клетки, в частности митохондрии, являются потомками прокариот, сходных с бактериями. Мож­но допустить, что в ранний период эволюции произошло объединение крупных безъядерных прокариотиче­ских клеток, живущих за счет броже­ния, с другими бактериями — аэроб­ными. Это могло осуществиться путем фагоцитоза, при котором анаэробные клетки поглощали аэробов, но не пере­варивали, а сохраняли их. Анаэробная бактериальная клетка приобрела сим­бионта, способного использовать кис­лород при помощи процесса дыхания.

Внутриклеточные симбионты — аэро­бы — использовали отходы брожения высокоэкономичным путем, синтезируя АТФ и отдавая это богатое энергией вещество клетке-хозяину. По-видимо­му, такой симбиоз оказался выгодным обоим партнерам и был закреплен на наследственной основе.

Аналогичным образом могли обра­зоваться пластиды зеленых растений из клеток синезеленых водорослей, спо­собных к фотосинтезу. Постепенно во­доросли принимали облик и свойства хлоропластов. Один из видов современ­ных парамеций (парамеция зеленая) ведет себя как гетеротроф, но если в среде исчезает доступная ей пища, то она поглощает одноклеточные водо­росли, используя их в качестве фото­синтезирующих элементов, позволяю­щих синтезировать органические веще­ства.

В пользу гипотезы клеточного сим­биоза говорит и то, что митохондрии имеют черты некоторой автономии (соб­ственную генетическую систему) и спо­собны к авторепродукции независимо от размножения клетки. Сторонники этой системы считают, что внутренняя мембрана митохондрий — производное клеточной мембраны бактерий, у них сходный ферментный состав и молеку­лярная организация.

Одни и те же антибиотики поражают бактерии и разрушающе действуют на митохондрии. Находящаяся в ми­тохондриях собственная ДНК не свя­зана с гистонами и имеет кольцеобраз­ную форму, как у бактерий. Это отли­чает ее от ДНК ядра эукариотических клеток, в которых такого строения она никогда не имеет. В митохондриях имеются собственные мелкие рибосо­мы, в которых синтезируется часть белков, входящих в состав их мембра­ны. Даже по форме и размерам, по спо­собу деления митохондрии напомина­ют бактерии. Таким образом, между этими органоидами эукариот и бакте­рий имеется большое структурное и функциональное сходство.

Симбиотическая гипотеза основана на довольно значительном количестве косвенных данных. В составе этой ги­потезы имеются представления о проис­хождении других органоидов клетки: жгутиков, ресничек, центриолей также за счет симбиотических организмов, на­пример, подвижных бактерий, имеющих жгутики и базальные тельца, сходные с центриолями. Однако, эта концеп­ция менее обоснована.

Следует отметить наличие некоторых аргументов против симбиотической те­ории: 1) большинство белков митохонд­рий кодируется в ядре клетки; 2) гены митохондрий и пластид содержат интроны так же, как и гены хромосом клеточного ядра. Эти факты, однако, могут объясняться и более поздним приобретением данных особенностей в результате длительного симбиоза.