Зміст
Близько 1,5 мільярда років тому примітивні бактерії оселилися у більших клітинах, в результаті чого склалися інтимні стосунки, які могли б формувати еволюцію більш складних багатоклітинних істот. Більша клітина була еукаріотичною, тобто містила органели - структури, оточені мембранами, але бактеріальна клітина прокаріотів не мала такого розташування. Більші клітини боялися кисню, отрути для свого існування, але менші клітини використовували кисень для отримання енергії у вигляді молекули аденозинтрифосфату або АТФ. Клітина еукаріотів обернула бактерій хижацьким способом, але якось хижак здобич не переварив. Хижак і здобич стали взаємозалежними. Колишній біолог університету Бостонського університету Лінн Маргуліс цитував цей ендосимбіотичний сценарій у своїй теорії походження мітохондрій, енергетичних заводів клітин та причину їх численної подібності з бактеріальними клітинами.
Розмір і форма
Грунтуючись лише на зовнішності, вчені можуть скласти зв’язок між мітохондріями та бактеріями. Мітохондрії мають пухкі, желеподібні форми, схожі на паличкоподібні бактерії. Середній бацил становить від 1 до 10 мкм в довжину, а мітохондрії клітин рослин і тварин вимірюються в одному діапазоні. Ці поверхневі спостереження являють собою один доказ підтвердження теорії про те, що примітивні еукаріотичні клітини охопили бактеріальні клітини, утворюючи взаємовигідні відносини.
Метод поділу
Бактерії розмножуються в процесі, який називається поділом; коли бактерія досягає заздалегідь визначеного розміру, вона зажимається посередині, створюючи два організми. В еукаріотичних клітинах мітохондрії розмножуються у подібному процесі. Командний центр клітини або ядро сигналізує клітині виробляти органели, як правило, перед подією поділу клітини; однак лише мітохондрії - і хлоропласти рослин - розмножуються. У той час як інші органели можуть бути виготовлені з речовин всередині клітини, мітохондрії та хлоропласти повинні ділитися для збільшення їх кількості. Коли запас енергії у вигляді АТФ виснажується, мітохондрії діляться, щоб зробити більше мітохондрій для виробництва енергії.
Мембрана
Мітохондрії мають внутрішню і зовнішню мембрани, внутрішня мембрана яких складається зі складок, званих cristae. Клітинні мембрани бактерій мають складки, які називаються мезосомами, що нагадують криси. Виробництво енергії відбувається в ці складки. Внутрішня мітохондріальна мембрана містить ті ж типи білків і жирових речовин, що і бактеріальна плазматична мембрана. Зовнішня мітохондріальна мембрана та клітинна стінка бактерій також містять подібні структури.Речовини досить вільно витікають із зовнішніх мембран мітохондрій та зовнішніх клітинних стінок бактерій досить вільно; однак, як внутрішні мембрани мітохондрій, так і плазматичні мембрани бактерій обмежують проходження багатьох речовин.
Тип ДНК
І прокаріотичні, і еукаріотичні клітини використовують ДНК для перенесення коду для отримання білків. У той час як еукаріотичні клітини несуть дволанцюжкову ДНК у вигляді скрученої драбини, яка називається спіраллю, бактеріальні клітини мають свою ДНК у кругових петлях, званих плазмідами. Мітохондрії також несуть власну ДНК для виготовлення власних білків, незалежних від решти клітин; як бактерії, мітохондрії також включають свою ДНК у петлі. Середній мітохондріон містить від двох до 10 цих плазмід. Ці структури містять необхідну інформацію для запуску всіх процесів, включаючи реплікацію, всередині мітохондрій або бактерій.
Рибосоми та синтез білка
Білки виконують усі функції всередині клітин, а виробництво білків або синтез білка є однією з основних функцій клітини. Весь синтез білка відбувається виключно в сферичних структурах, званих рибосомами, які розкидані по клітині. Мітохондрії несуть власні рибосоми, щоб виготовити необхідні їм білки. Мікроскопічні та хімічні аналізи виявляють, що структура мітохондріальних рибосом схожа на бактеріальні рибосоми, ніж на рибосоми еукаріотичних клітин. Крім того, деякі антибіотики, хоча і нешкідливі до еукаріотичних клітин, впливають на синтез білка як в мітохондріях, так і в бактеріях, що вказує на те, що механізм синтезу білка в мітохондріях схожий з механізмом бактерій, а не еукаріотичних клітин.