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약 40 억 년 전, 첫 번째 형태의 생명체가 지구상에 나타 났으며, 이것이 가장 초기의 박테리아였습니다. 이 박테리아는 시간이 지남에 따라 진화하여 오늘날 보이는 다양한 형태의 생명체로 분기되었습니다. 박테리아는 막과 결합 된 내부 구조를 포함하지 않는 단세포 개체 인 원핵 생물이라는 유기체 그룹에 속합니다. 다른 종류의 유기체는 막-결합 핵 및 다른 구조를 갖는 진핵 생물이다. 세포에 에너지를 공급하는 미토콘드리아는 세포 소기관 (organelles)이라고 불리는 막 결합 구조 중 하나입니다. 엽록체는 식물 세포에서 음식을 만들 수있는 세포 소기관입니다. 이 두 소기관은 박테리아와 공통점이 많으며 실제로 직접 진화했을 수 있습니다.
별도의 게놈
박테리아는 플라스미드라고하는 원형 성분으로 유전자를 포함하는 분자 인 DNA를 가지고 있습니다. 미토콘드리아와 엽록체는 플라스미드 유사 구조로 운반되는 자체 DNA를 가지고 있습니다. 또한, 미토콘드리아 및 엽록체의 DNA는 박테리아의 DNA와 같이 DNA에 결합하는 히스톤이라고하는 보호 구조에 부착되지 않습니다. 이들 소기관은 자신의 DNA를 만들고 나머지 세포와는 독립적으로 자신의 단백질을 합성합니다.
단백질 합성
박테리아는 리보솜 (ribosomes)이라는 구조로 단백질을 만듭니다. 단백질 제조 공정은 단백질을 구성하는 20 개의 서브 유닛 중 하나 인 동일한 아미노산으로 시작합니다. 이 출발 아미노산은 박테리아 및 미토콘드리아 및 엽록체에서 N- 포르 밀 메티오닌이다. N- 포르 밀 메티오닌은 상이한 형태의 아미노산 메티오닌이고; 나머지 세포 리보솜에서 만들어진 단백질은 다른 시작 신호-일반 메티오닌을 가지고 있습니다. 또한 엽록체 리보솜은 박테리아 리보솜과 매우 유사하며 세포 리보솜과는 다릅니다.
복제
미토콘드리아와 엽록체는 박테리아가 번식하는 것과 거의 같은 방식으로 스스로를 만듭니다. 미토콘드리아와 엽록체가 세포에서 제거되면, 세포는 제거 된 것을 대체하기 위해 더 이상 이들 소기관을 만들 수 없습니다. 이 소기관을 복제 할 수있는 유일한 방법은 박테리아가 사용하는 것과 동일한 방법 인 이분법을 이용하는 것입니다. 박테리아와 마찬가지로 미토콘드리아와 엽록체는 크기가 커지고 DNA와 다른 구조를 복제 한 다음 두 개의 동일한 소기관으로 나눕니다.
항생제에 대한 민감도
박테리아에 문제를 일으키는 동일한 항생제의 작용으로 미토콘드리아 및 엽록체 기능이 손상되는 것 같습니다. 스트렙토 마이신, 클로람페니콜 및 네오 마이신과 같은 항생제는 박테리아를 죽이지 만 미토콘드리아와 엽록체에 손상을 입 힙니다. 예를 들어, 클로람페니콜은 단백질 생성 부위 인 세포의 구조 인 리보솜에 작용합니다. 항생제는 박테리아 리보솜에 특이 적으로 작용합니다. 불행히도, 그것은 미토콘드리아의 리보솜에도 영향을 미치고, 아이오와 주립 대학 수의학 대학의 Alison E. Barnhill 박사와 동료들에 의해 2012 년 연구를 마치고 "항균제 및 화학 요법"저널에 실 렸습니다.
Endosymbiotic 이론
엽록체, 미토콘드리아와 박테리아의 놀라운 유사성 때문에 과학자들은 서로의 관계를 조사하기 시작했습니다. 생물 학자 Lynn Margulis는 1967 년 내생 생물학 이론을 개발하여 진핵 생물 세포에서 미토콘드리아와 엽록체의 기원을 설명합니다. 마르 굴리스 박사는 미토콘드리아와 엽록체가 모두 원핵 생물 세계에서 유래했다고 이론화했습니다. 미토콘드리아와 엽록체는 실제로 원핵 생물이며, 숙주 세포와의 관계를 형성하는 단순한 박테리아였습니다. 이들 숙주 세포는 산소가 풍부한 환경에서 살 수 없었으며 이들 미토콘드리아 전구체를 에워 싸인 원핵 생물이었다. 이 숙주 유기체는 독성 산소 함유 환경에서 생존 할 수있는 대가로 주민들에게 음식을 제공했습니다. 식물 세포의 엽록체는 시아 노 박테리아와 유사한 유기체에서 유래했을 수 있습니다. 엽록체 전구체는 식물 세포와 공생 적으로 살게되는데,이 박테리아는 숙주에게 포도당 형태의 음식을 제공하고 숙주 세포는 안전한 장소를 제공하기 때문입니다.