Neste post você aprenderá o que é a teoria endossimbionte e a quais organelas celulares ela se refere.
De acordo com a teoria endossimbionte, células com organelas celulares surgiram através de uma simbiose com bactérias . Estes foram capturados por um protozoário e depois se tornaram endossimbiontes. Mais tarde, os endossimbiontes evoluíram para organelas celulares em suas células hospedeiras.
As organelas celulares de células vegetais e animais, que ainda carregam muitas das características das bactérias hoje, são as mitocôndrias e os plastídios . Eucariotos sem tais organelas não podem realizar respiração celular ou fotossíntese .
Teoria endossimbionte simplesmente explicada
A teoria endossimbionte ou hipótese endossimbionte ou teoria da endossimbiose é uma teoria da formação de certas organelas celulares (mitocôndrias e plastídios). A partir disso, pode-se explicar a formação de células eucarióticas mais complexas , como células animais e células vegetais .
A teoria endossimbiótica afirma que as células eucarióticas com organelas celulares surgiram através da endossimbiose com bactérias.
As indicações para esta teoria incluem a existência de seus próprios ribossomos e seu próprio DNA em forma de anel nas mitocôndrias e plastídios. Além disso, a presença de uma membrana dupla fala pela teoria endossimbionte.Definição
A teoria endossimbionte é uma teoria para explicar a origem das células eucarióticas. Seu nome deriva do grego éndon (“dentro”) e symbíōsis (“viver junto”).
A teoria endossimbionte afirma que em uma fase inicial da evolução dos eucariotos (ou seja, todos os organismos superiores), as células procarióticas (ou seja , bactérias e algas microscópicas) foram absorvidas por endocitose em células primordiais pré-eucarióticas e adquiriram o status de organelas nelas.
História da teoria endossimbionte
A teoria do endossimbionte foi apresentada pela primeira vez pelo botânico alemão Andreas Franz Wilhelm Schimper em 1883. Ele tentou usá-los para explicar a formação dos cloroplastos .
No entanto, ganhou fama real em 1967 através do biólogo americano Lynn Margulis.
Simplificando, a teoria afirma que no decorrer do desenvolvimento da vida, a célula de uma criatura unicelular foi “engolida” pela célula de outra criatura unicelular e tornou-se parte da célula de uma criatura superior que surgiu. No curso da evolução, surgiram seres vivos cada vez mais complexos. Os componentes das células humanas também remontam originalmente a organismos unicelulares que se tornaram parte das células.
história
A ideia da teoria do endossimbionte foi publicada pela primeira vez pelo botânico Andreas Franz Wilhelm Schimper em 1883, que tentou explicar a formação dos cloroplastos com ela. A hipótese foi retomada por volta de 1905 pelo biólogo evolucionista russo Konstantin Sergeyevich Mereshkovsky . Mas não foi até 1967, com o lançamento de Lynn Margulis , que ela se tornou mais conhecida.
declaração principal
A teoria endossimbionte assume que as mitocôndrias e os plastídios evoluíram de organismos procarióticos independentes. No decorrer do processo evolutivo , esses protozoários entraram em endossimbiose com uma célula eucariótica, o que significa que vivem em sua célula hospedeira para benefício mútuo. Ainda hoje, pode-se observar que os protozoários amebóides (ou seja, aqueles com membrana “mole” ) absorvem cianobactérias sem digeri-las.
A interação dos dois organismos celulares desenvolveu-se então em uma dependência mútua no curso da evolução , na qual nenhum dos dois parceiros poderia sobreviver sem o outro, ou seja, desenvolveu-se uma simbiose. Isso é chamado de endossimbiose . A dependência vai tão longe que as organelas perdem partes de seu material genético (não mais necessário) ou os genes correspondentes são parcialmente integrados ao genoma central. Complexos de proteínas individuais nas organelas, como a ATP sintase , são compostos em parte de subunidades codificadas no núcleo e parcialmente codificadas na mitocôndria.
As comparações genéticas indicam que os plastídios são derivados de cianobactérias e as mitocôndrias de proteobactérias aeróbicas . Essa forma de endossimbiose entre um eucarioto e um procarioto é chamada de endossimbiose primária. Se a organela celular foi criada pela absorção de um eucarioto por um eucarioto, isso é chamado de endossimbiose secundária.
Os plastídios primários são cercados por duas membranas de envelope. Estes incluem os cyanelles de Glaucocystophyceae, os rodoplastos de algas vermelhas e os cloroplastos de algas verdes e plantas terrestres. Plastídeos de endossimbioses secundárias têm três ou quatro membranas envolventes. Esses chamados plastídeos complexos incluem os das algas marrons, algas verde-amareladas, algas douradas, criptofíceas, cloraracniofíceas, haptofíceas, euglenozoários, apicomplexa (incluindo o parasita da malária Plasmodium). Investigações moleculares-filogenéticas de sequências de DNA e sequenciamento de genoma mostraram que plastídios de Euglenozoa (por exemplo, Euglenoida) e plastídios de Chlorarachniophyceen remontam a endossimbioses com algas verdes, mas todos os outros a endossimbioses com algas vermelhas.
circunstancial
Hoje, diferentes estágios entre simbiose e endossimbiose podem ser observados em diferentes criaturas.
- Corais, alguns mexilhões, o verme Convoluta roscoffensis , mas também pulgões, por exemplo, vivem em simbiose com algas ou bactérias que vivem dentro das células de seus hospedeiros. Nas bactérias endossimbióticas dos pulgões, observam-se taxas de evolução aceleradas, perdas gênicas e aumento do conteúdo de AT do DNA, como também pode ser encontrado em organelas celulares.
- As raízes de algumas plantas vivem em simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio ( rizóbios ).
- O pólipo de água doce ( Hydra viridissima ) pode absorver zoochlorellae por endocitose e realizar fotossíntese com sua ajuda .
- Vários estágios podem ser encontrados em dinoflagelados: cleptoplastídeos , rodoplastos complexos e endossimbioses terciárias resultantes da ingestão de haptophycea ou cryptophycea .
Existem alguns protozoários que não possuem mitocôndrias (nem plastídios) (“arquezoários”). A princípio, assumiu-se que eles eram primitivos e surgiram diretamente da célula hospedeira primordial dos endossimbiontes. Isso provavelmente está errado. Todos os eucariotos amitocondriais provavelmente perderam suas mitocôndrias secundariamente.
Esquema de teoria endossimbionte
A teoria endossimbionte explica como células eucarióticas mais complexas, como células animais e vegetais, podem se formar a partir de bactérias. Uma bactéria primordial integrou os organismos procarióticos precursores das mitocôndrias e plastídios em seu interior. Estes entraram em endossimbiose com a bactéria original e se desenvolveram em organelas celulares mais complexas.
Uma endossimiose é uma forma especial de simbiose . Nela, um companheiro é incorporado ao corpo do hospedeiro. Este chamado endossimbionte é capaz de continuar a viver no corpo do hospedeiro e ser nutrido por ele. O hospedeiro também se beneficia desse tipo de simbiose porque, entre outras coisas, pode utilizar os nutrientes liberados pelo endossimbionte.
De acordo com a teoria endossimbionte, os organismos unicelulares procarióticos foram absorvidos por uma célula primordial há milhões de anos. Esta célula primordial poderia ter sido uma archaea . Os procariontes ingeridos eram bactérias como α-proteobactérias ou cianobactérias.
A célula primordial “engoliu” o procarioto através de uma chamada endocitose . Durante a endocitose, uma substância (aqui o procarioto) se conecta à membrana celular do lado de fora . Isso faz com que invaginações se formem, que podem então se afastar. Isso dá ao pequeno procarioto uma segunda membrana. Assim, a membrana externa vem da célula primordial e a membrana interna do procarioto original.
Com o tempo, as células absorvidas perderam partes de seus genes ou genes integrados ao genoma do núcleo celular da célula original. Como resultado, as bactérias incorporadas perderam sua independência e continuaram a se desenvolver em mitocôndrias e plastídios.
A análise dos genomas de plastídios e mitocôndrias revelou que cada um deles surgiu de diferentes tipos de bactérias.
mitocôndria
As mitocôndrias são organelas celulares responsáveis por fornecer energia a toda a célula. Surgiram de uma endossimbiose da célula primordial e da α-proteobactéria.
Essas α-proteobactérias são capazes de produzir várias substâncias (por exemplo, hidrogênio) que são importantes para a célula primordial. Devido à endossimbiose entre a célula primordial e a proteobactéria, a célula primordial poderia ser permanentemente suprida com hidrogênio.
Com o tempo, a proteobactéria evoluiu para a mitocôndria. A bactéria não fornece mais apenas hidrogênio, mas também o transportador universal de energia chamado ATP . Além disso, perdeu grande parte de seus genes ou os liberou no núcleo da célula hospedeira.
Plastídios
Você pode pensar nas organelas celulares em uma célula vegetal como plastídios , que surgiram de acordo com a teoria endossimbionte. Provavelmente os representantes mais importantes são os leucoplastos, os cloroplastos e os cromoplastos.
A célula primordial absorveu uma cianobactéria para formar os plastídios. Eles são particularmente caracterizados por sua capacidade de fotossíntese .
Como a proteobactéria, a cianobactéria é absorvida pela célula primordial por endocitose. No curso da evolução, as cianobactérias desistiram ou perderam seus genes e desenvolveram suas próprias organelas.
Você pode distinguir entre quatro tipos de plastídios, dependendo do tipo de criatura.
As algas unicelulares chamadas Glaucophyta contêm plastídios que são relativamente semelhantes à cianobactéria original. Esses plastídios são, portanto, muitas vezes referidos como cianoplastos.
As algas vermelhas contêm plastídios chamados rodoplastos, que ainda possuem a estrutura de antena das cianobactérias.
Os plastídios das algas verdes e todas as plantas superiores têm os plastídios mais desenvolvidos chamados cloroplastos.
Os plastídios dos euglífos unicelulares possuem os cromatóforos.
Evidências da teoria endossimbionte
A teoria endossimbionte, como o nome sugere, é apenas uma teoria sobre a origem de algumas organelas em células eucarióticas.
No entanto, há alguma evidência ou evidência ou evidência circunstancial que poderia falar por esta teoria:
Estudos de organelas celulares mostraram que as mitocôndrias e os plastídios contêm seu próprio DNA em forma de anel em seu interior .
Além do DNA circular, a estrutura das mitocôndrias e plastídios ainda é muito semelhante à estrutura dos procariontes. Eles não contêm um núcleo celular e têm seus próprios ribossomos .
Além disso, essas organelas se dividem de forma autônoma antes da divisão celular real.
Partes do DNA das bactérias ingeridas também foram encontradas no núcleo das células dos eucariotos.
Além disso, a presença de uma membrana dupla em mitocôndrias e plastídios é uma indicação importante para a teoria endossimbionte.