内部共生理論: 真核細胞はどのように進化するか

Science Primer (国立バイオテクノロジー情報センター)、Mortadelo2005/Wikimedia Commons/Public Domain によってベクトル化

内部共生理論は、真核細胞がどのように機能するかについて受け入れられているメカニズムです。 原核細胞から進化 .これには、2 つの細胞間の協力関係が含まれており、両方が生き残ることができ、最終的には地球上のすべての生命の発達につながりました。

内部共生理論の歴史

ボストン大学の生物学者によって最初に提案された リン・マルグリス 1960年代後半に、細胞内共生理論は、細胞の主要なオルガネラが 真核細胞 実際には原始的な原核細胞であり、別のより大きな細胞に飲み込まれていました。 原核細胞 .

Margulis の理論は受け入れられるまでに時間がかかり、当初は主流の生物学の内部で嘲笑に直面していました。しかし、マルグリスと他の科学者はこの問題について研究を続け、現在、彼女の理論は生物学界で受け入れられている規範となっています。

真核細胞の起源に関するマルグリスの研究中、彼女は原核生物、真核生物、オルガネラに関するデータを研究し、原核生物とオルガネラの類似性は、化石記録におけるそれらの出現と組み合わせて、「内部共生」と呼ばれるものによって最もよく説明されることを最終的に提案しました(内部で協力することを意味します。)

大きな細胞が小さな細胞に保護を提供するか、小さな細胞が大きな細胞にエネルギーを提供するかにかかわらず、この配置はすべての原核生物にとって相互に有益であるように思われました.

これは最初はとてつもないアイデアのように聞こえましたが、それを裏付けるデータは否定できません。独自の細胞であったと思われるオルガネラには、 ミトコンドリア そして、光合成細胞では、葉緑体。これらのオルガネラはどちらも独自の DNA と独自の DNA を持っています。 リボソーム セルの残りの部分と一致しません。これは、彼らが生き残り、自力で繁殖できることを示しています。

実際、葉緑体のDNAは、シアノバクテリアと呼ばれる光合成細菌に非常に似ています。ミトコンドリアの DNA は、発疹チフスを引き起こす細菌の DNA に最も似ています。

これらの原核生物が内部共生を行うことができるようになる前に、最初にコロニー生物になる必要があった.コロニー生物は、他の単細胞原核生物に近接して生息する原核単細胞生物のグループです。

コロニーに有利

個々の単細胞生物は独立したままで独立して生き残ることができましたが、他の原核生物の近くに住むことにはある種の利点がありました.これが保護の機能であろうと、より多くのエネルギーを得る方法であろうと、植民地主義はコロニーに関与するすべての原核生物にとって何らかの形で有益でなければなりません.

これらの単細胞生物が互いに十分に接近すると、それらは共生関係をさらに一歩進めました。大型の単細胞生物は、他の小型の単細胞生物を飲み込みました。その時点で、それらはもはや独立したコロニー生物ではなく、1 つの大きな細胞でした。

小さな細胞を飲み込んだ大きな細胞が分裂し始めると、内部の小さな原核生物のコピーが作られ、娘細胞に受け継がれました.

最終的に、飲み込まれた小さな原核生物は適応し、ミトコンドリアや葉緑体などの真核細胞で今日私たちが知っているオルガネラのいくつかに進化しました.

その他のオルガネラ

真核生物の DNA が収容されている核、小胞体、ゴルジ装置など、他のオルガネラが最終的にこれらの最初のオルガネラから生じました。

現代の真核細胞では、これらの部分は膜結合オルガネラとして知られています。それらはまだ細菌や古細菌のような原核細胞には現れませんが、真核生物ドメインに分類されるすべての生物に存在します.