Ενδοσυμιωτική θεωρία

Οπως και Ενδοσυμιωτική θεωρία είναι γνωστή μια εξελικτική βιολογική υπόθεση η οποία συνδέει την ανάπτυξη της ανώτερης ζωής με την ενδοσυμβίωση των προκαρυωτικών. Η ιδέα συζητήθηκε για πρώτη φορά στα τέλη του 19ου αιώνα από τον βοτανολόγο Schimper. Πολλά ερευνητικά αποτελέσματα μιλούν τώρα για τη θεωρία.

Ποια είναι η ενδοσυμιωτική θεωρία;

Ο βοτανολόγος Σίμπερ δημοσίευσε για πρώτη φορά την ιδέα της ενδοσυμιωτικής θεωρίας το 1883, η οποία πρέπει να εξηγεί την προέλευση των χλωροπλαστών στο έργο του. Ο Ρώσος εξελικτικός βιολόγος Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski ανέλαβε ξανά τη θεωρία του ενδοσυμπιών στις αρχές του 20ού αιώνα. Ωστόσο, η θεωρία δεν έγινε γνωστή μέχρι το 1967, όταν την πήρε ο Λιν Μάργκλης.

Σε μια απλοποιημένη περίληψη, η θεωρία λέει ότι οι μονοκύτταροι οργανισμοί ελήφθησαν από άλλους μονοκύτταρους οργανισμούς κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Αυτή η πρόσληψη λέγεται ότι επέτρεψε την ανάπτυξη συστατικών κυττάρων ανώτερων ζωντανών όντων. Με αυτόν τον τρόπο, σύμφωνα με τους υποστηρικτές της θεωρίας, έχει προκύψει όλο και πιο περίπλοκη ζωή κατά τη διάρκεια της εξέλιξης.

Έτσι αρχικά τα συστατικά των ανθρώπινων κυττάρων επιστρέφουν στα πρωτόζωα. Σύμφωνα με τη θεωρία, οι ευκαρυωτικοί εμφανίστηκαν μόνο όταν οι προκαρυωτικοί πρόδρομοι οργανισμοί εισήλθαν σε συμβιώσεις. Συγκεκριμένα, τα χημειοτροφικά και φωτοτροφικά βακτήρια λέγεται ότι έχουν απορροφηθεί από άλλα προκαρυωτικά κύτταρα της αρχαίας σε μια δράση φαγοκυττάρωσης.

Αντί να τα αφομοιώσουν, τα προκαρυωτικά κύτταρα τα κράτησαν μέσα, όπου έγιναν ενδοσυμπίοντα. Αυτά τα ενδοσυμπιόντα λέγεται ότι έχουν εξελιχθεί σε κυτταρικά οργανίδια σε κύτταρα ξενιστές. Το κύτταρο ξενιστής και τα οργανίδια σε αυτό αντιστοιχούν στα ευκαρυωτικά. Τα κυτταρικά οργανίδια των μιτοχονδρίων και των πλαστίδων εξακολουθούν να φέρουν αυτά τα χαρακτηριστικά σήμερα.

Επειδή τα ευκαρυωτικά υπάρχουν επίσης χωρίς να περιγραφούν αυτά τα οργανίδια, αυτά τα συστατικά πρέπει είτε να έχουν καταργηθεί είτε η θεωρία να μην ισχύει.

Λειτουργία & εργασία

Η ενδοσυμιωτική θεωρία ονομάζει την ανάπτυξη μιτοχονδρίων και πλαστιδίων σε προκαρυωτικούς οργανισμούς. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί λέγεται ότι έχουν εισέλθει σε μια ενδοσυμβίωση με άλλα κύτταρα και συνέχισαν να ζουν στο κύτταρο ξενιστή. Μέχρι σήμερα, η επιστήμη βλέπει τα αμοιβανοειδή πρωτόζωα να προσλαμβάνουν κυανοβακτήρια που συνεχίζουν να ζουν σε αυτά. Παρατηρήσεις σαν αυτές φαίνεται να υποστηρίζουν την ενδοσυμιωτική θεωρία.

Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, σύμφωνα με την ενδοσυμιωτική θεωρία, δύο οργανισμοί θα έπρεπε να είχαν εξαρτηθεί αμοιβαία, έτσι ώστε κανένας σύντροφος να μην μπορούσε να επιβιώσει χωρίς τον άλλο. Η προκύπτουσα ενδοσυμβίωση λέγεται ότι προκάλεσε την απώλεια τμημάτων του γενετικού υλικού που δεν χρειάζεται πλέον. Τα μεμονωμένα πρωτεϊνικά σύμπλοκα στα οργανίδια λέγεται ότι αποτελούνται εν μέρει από πυρήνα που κωδικοποιείται και εν μέρει από μιτοχονδριακά κωδικοποιημένες μονάδες.

Σύμφωνα με γονιδιωματικές αναλύσεις, τα πλαστίδια προέρχονται από κυανοβακτήρια, ενώ τα μιτοχόνδρια σχετίζονται με αερόβια πρωτεοβακτήρια. Η επιστήμη αναφέρεται στην ενδοσυμβίωση μεταξύ των ευκαρυωτικών και των προκαρυωτικών ως πρωτογενής ενδοσυμμύωση. Εάν έχουν προκύψει κυτταρικά οργανίδια μέσω της κατάποσης ενός ευκαρυώτου με ένα προηγούμενο έμπειρο πρωτογενές συμβάν ενδοσυμπιώσεως, μιλάμε για δευτερογενή ενδοσυμβίωση.

Τα πρωτογενή πλαστίδια βρίσκονται σε δύο μεμβράνες περιβλήματος, οι οποίες, σύμφωνα με τη θεωρία, αντιστοιχούν στις μεμβράνες του κυανοβακτηρίου που έχουν απορροφηθεί. Λέγεται ότι έχουν αναπτυχθεί τρεις τύποι πρωτογενών πλαστιδίων και συνεπώς τρεις σειρές αυτοτροφικών οργανισμών. Τα μονοκύτταρα φύκια των Glaucocystaceae, για παράδειγμα, περιέχουν πλαστίδια του κυανοβακτηρίου, όπως και τα κόκκινα φύκια. Τα πράσινα φύκια και τα υψηλότερα φυτά περιέχουν τα πιο ανεπτυγμένα πλαστίδια, τους χλωροπλάστες. Τα δευτερεύοντα πλαστίδια έχουν τρεις ή τέσσερις μεμβράνες κάλυψης. Τα δευτερεύοντα ενδοσυμπιώματα μεταξύ των πράσινων φυκών και των ευκαρυωτικών είναι τώρα γνωστά, έτσι ώστε οι Euglenozoa και Chlorarachniophyta θα μπορούσαν να είχαν απορροφήσει τα πρωτογενή ενδοσυμπιών ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.

Ασθένειες και παθήσεις

Εάν η θεωρία του ενδοσυμπίοντος είναι σωστή, όπως υποδηλώνει η τρέχουσα κατάσταση της έρευνας, όλα τα σύμπλοκα φυτικών, ζωικών και επομένως και ανθρώπινων κυττάρων έχουν την προέλευσή τους σε μια σύντηξη προκαρυωτικών. Ο άνθρωπος θα είχε προκαρυωτικά να ευχαριστήσει για την ίδια τη ζωή.

Ωστόσο, τα προκαρυωτικά είναι επίσης υπεύθυνα για πολλές ασθένειες που έρχονται σε επαφή με τον άνθρωπο. Σε αυτό το πλαίσιο, θα πρέπει να γίνει αναφορά, για παράδειγμα, στην τιμή της νόσου των Πρωτεοβακτηρίων, οι οποίες είναι ιδιαίτερα σχετικές στη θεωρία των ενδοσυμπιών. Πολλά βακτήρια από αυτό το τμήμα θεωρούνται παθογόνα. Αυτό ισχύει, για παράδειγμα, για το Helicobacter pylori, ένα βακτήριο σε σχήμα ράβδου που αποικίζει το ανθρώπινο στομάχι. Με επιπολασμό 50 τοις εκατό, η μόλυνση από Helicobacter pylori είναι συχνά μία από τις πιο κοινές χρόνιες βακτηριακές λοιμώξεις παγκοσμίως. Πάνω από 30 εκατομμύρια άνθρωποι έχουν μολυνθεί με το βακτήριο, αλλά μόνο μεταξύ δέκα και 20 τοις εκατό όλων των μολυσμένων ατόμων εμφανίζουν συμπτώματα.

Τα κύρια συμπτώματα είναι τα πεπτικά έλκη, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν το στομάχι ή το δωδεκαδάκτυλο. Συνολικά, οι μολύνσεις με το βακτήριο θεωρούνται υπεύθυνες για ένα ολόκληρο φάσμα γαστρικών παθήσεων, ειδικά για εκείνες τις ασθένειες που εκδηλώνονται σε αυξημένη έκκριση γαστρικού οξέος. Εκτός από τα έλκη του στομάχου και του δωδεκαδακτύλου, το βακτήριο μπορεί επομένως να εμπλέκεται επίσης στη γαστρίτιδα τύπου Β.

Η εξέταση για βακτηριακή λοίμωξη με το πρωτεοβακτήριο αποτελεί πλέον μέρος της τυποποιημένης διάγνωσης γαστρικών παθήσεων. Εκτός από τις αναφερόμενες ασθένειες, μια χρόνια λοίμωξη με το βακτήριο ταξινομείται τώρα ως παράγοντας κινδύνου για καρκίνο του στομάχου. Το ίδιο ισχύει και για το λέμφωμα MALT.

Φαίνεται επίσης να υπάρχει σύνδεση μεταξύ λοίμωξης και ασθενειών όπως ιδιοπαθής χρόνια κνίδωση (κνίδωση), χρόνια ανοσοποιητική θρομβοπενία, αναιμία ανεπάρκειας σιδήρου και νόσος του Πάρκινσον.

Το Helicobacter pylori συζητήθηκε εδώ μόνο ως παράδειγμα. Πολλοί άλλοι προκαρυώτες σχετίζονται με την αξία της νόσου και θεωρούνται παθογόνοι για τον άνθρωπο, τα ζώα και τα φυτά.