Isi
Sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu, bakteri primitif hidup di dalam sel yang lebih besar, menghasilkan hubungan intim yang akan membentuk evolusi makhluk multiseluler yang lebih kompleks. Sel yang lebih besar adalah eukariotik, artinya mengandung organel - struktur yang dikelilingi oleh membran, tetapi sel bakteri prokariotik tidak memiliki susunan seperti itu. Sel-sel yang lebih besar takut oksigen, racun bagi keberadaan mereka, tetapi sel-sel yang lebih kecil menggunakan oksigen untuk membuat energi dalam bentuk molekul adenosine trifosfat, atau ATP. Sel eukariotik menyelimuti bakteri dengan cara predator, tapi entah bagaimana, predator tidak mencerna mangsanya. Predator dan mangsa menjadi saling bergantung. Mantan ahli biologi Universitas Boston, Lynn Margulis, mengutip skenario endosimbiotik ini dalam teorinya tentang asal mitokondria, pabrik-pabrik energi sel, dan alasan banyaknya kesamaan mereka dengan sel-sel bakteri.
Ukuran dan bentuk
Berdasarkan penampilan saja, para ilmuwan dapat menggambar hubungan antara mitokondria dan bakteri. Mitokondria memiliki bentuk seperti jellybean yang montok, mirip dengan bakteri basil berbentuk batang. Rata-rata basil berkisar antara 1 dan 10 mikron panjangnya, dan mitokondria baik dari sel tumbuhan dan hewan mengukur dalam kisaran yang sama. Pengamatan superfisial ini merupakan satu bukti yang mendukung teori bahwa sel eukariotik primitif telah menelan sel bakteri, membentuk hubungan yang saling menguntungkan.
Metode Pembagian
Bakteri bereproduksi dalam proses yang disebut fisi; ketika bakteri mencapai ukuran yang ditentukan sebelumnya, ia mencubit dirinya sendiri di tengah, menciptakan dua organisme. Dalam sel eukariotik, mitokondria mereplikasi diri dalam proses yang serupa. Pusat komando sel, atau nukleus, memberi sinyal pada sel untuk menghasilkan organel, biasanya sebelum peristiwa pembelahan sel; namun, hanya mitokondria - dan kloroplas tanaman - yang mereplikasi diri mereka sendiri. Sementara organel lain dapat dibuat dari zat di dalam sel, mitokondria dan kloroplas harus membelah untuk menambah jumlahnya. Ketika pasokan energi dalam bentuk ATP menjadi menipis, mitokondria membelah untuk membuat lebih banyak mitokondria untuk produksi energi.
Selaput
Mitokondria memiliki membran dalam dan luar, dengan membran dalam terdiri dari lipatan yang disebut krista. Membran sel bakteri memiliki lipatan yang disebut mesosom yang menyerupai krista. Produksi energi terjadi pada lipatan-lipatan ini. Membran mitokondria bagian dalam mengandung jenis protein dan zat lemak yang sama dengan membran plasma bakteri. Membran luar mitokondria dan dinding sel bakteri juga mengandung struktur serupa.Zat-zat mengalir agak bebas masuk dan keluar dari membran luar mitokondria dan dinding sel luar bakteri; Namun, baik membran dalam mitokondria dan membran plasma bakteri membatasi perjalanan banyak zat.
Jenis DNA
Baik sel prokariotik dan eukariotik menggunakan DNA untuk membawa kode untuk membuat protein. Sementara sel eukariotik membawa DNA beruntai ganda dalam bentuk tangga bengkok yang disebut heliks, sel bakteri memiliki DNA mereka dalam loop melingkar yang disebut plasmid. Mitokondria juga membawa DNA mereka sendiri untuk membuat protein sendiri, terlepas dari sisa sel; seperti bakteri, mitokondria juga memasukkan DNA mereka ke dalam loop. Mitokondria rata-rata mengandung antara dua dan 10 plasmid ini. Struktur ini mengandung informasi yang diperlukan untuk menjalankan semua proses, termasuk replikasi, dalam mitokondria atau bakteri.
Ribosom dan Sintesis Protein
Protein melakukan semua fungsi di dalam sel, dan pembuatan protein, atau sintesis protein, merupakan salah satu fungsi utama sel. Semua sintesis protein terjadi hanya dalam struktur bola yang disebut ribosom, yang tersebar di seluruh sel. Mitokondria membawa ribosom mereka sendiri untuk membuat protein yang mereka butuhkan. Analisis mikroskopis dan kimia mengungkapkan bahwa struktur ribosom mitokondria tampaknya lebih mirip dengan ribosom bakteri daripada ribosom sel eukariotik. Selain itu, antibiotik tertentu, sementara tidak berbahaya untuk sel eukariotik, mempengaruhi sintesis protein di kedua mitokondria dan bakteri, menunjukkan bahwa mekanisme sintesis protein dalam mitokondria mirip dengan bakteri daripada sel eukariotik.