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Endosymbiose
- ein Bakterium umschließt ein anderes
- das umschlossene Bakterium lebt im anderen weiter
- beide profitieren voneinander
- die inneren Bakterien werden an die nächste Generation weitergegeben
Endosymbiontenhypothese
- Mitochondrien und Chloroplasten stammen von frei-lebenden Bakterien ab, die von frühen eukaryotischen Zellen durch Endosymbiose aufgenommen wurden (zuerst Mitochondrien und später nur bei Pflanzen Chloroplasten)
- erstmals verfasst von Konstantin Mereschkowski 1905
- verbessert und begründet durch Lynn Margulis 1967
Gemeinsamkeiten von Prokaryoten und Mitochondrien/Chloroplasten
- ca. gleiche Größe (1-10 mikro m)
- keine Kernhülle
- Chromosomen einzeln, in Ringform und ohne Nukleosomen
- kein Golgiapparat, kein ER, keine Lysosomen, keine Peroxisomen
- relativ kleine Ribosomen
- keine Mikrotubuli, keine Intermediärfilamente und keine Mikrofilamente
Basisstruktur von Mitochondrien
Basisstruktur von Chloroplasten
Wie könnten Mitochondrien entstanden sein?
- ursprünglich aerob (veratmen Sauerstoff), Gram-negative (mit bestimmter Membran) Bakterien mit Doppelmembran
- wurden vor ca. 1,5 Billonen Jahren durch Endosymbiose in eine einfache eukaryotische Zelle aufgenommen
Belege der Endosymbiontenhypothese
- • Mitochondrien und Chloroplasten sind in ihrer Größe und Morphologie ähnlich wie Bakterienzell
- haben eigene DNA, meist ringförmig
- Vermehren sich durch Teilung (fission)
- bedeckt von Doppelmembranen
- die innere Membran ähnelt in ihrer.chemischen Zusammensetzung einer Bakterienmembran
- molekulare Ähnlichkeit mit Bakterien (kein Nukleus, histonfreie ringförmige DNA, 70S Ribosomen, Gene größtenteils ohne Introns (=nicht codierende DNA-Abschnitte), Sensitivität gegenüber antibakterielle Antibiotika)
- genetische Ähnlichkeit von Mitochondrien, Chloroplasten und Bakterien
Warum ist Gentransfer vom Endosymbionten zum Eukaryoten gut?
- besserer Schutz der DNA (z.B. vor oxidativen Schäden)
- Benutzung der DNA-Reperatur-Mechanismen der eukaryotischen Zellen
- bessere Erhaltung der DNA (weniger schädliche Mutationen bei der sexuellen Rekombination)
- koordinierte Genregulation mit anderen nuklearen Genen)