• mitokondri ve kloroplast organellerinin aslında ilkel prokaryotlar olduğu ve ökaryotların evrimiyle birlikte ortaya çıkan yüksek enerji ihtiyacını karşılamak için hücre içine alınmalarını açıklamak için ortaya atılmış teori.

    teoriye göre kendi halinde yaşayan bir mitokondri mezozomlarıyla ürettiği enerjiyle ancak kıt kanaat geçinebilen bir prokaryot tarafından yutulur. bilirsiniz mitokondrilerin kendi dna'ları vardır. zamanla bu dna'nın bir kısmı koparak ayrılır ve içine girdiği hücrenin dna'sına eklenir. bu arada eski prokaryot hücremiz kendi dna'sını da zardan bir duvarla çevreler ve çekirdek yapısını oluşturur. böylece bir mitokondrinin tam olarak oluşabilmesi için gerekli olan genlerin bazıları çekirdekte kaldığı için artık hücreden ayrılamaz. o gün bu gündür mitokondri ökaryotun can yoldaşı, enerji kaynağıdır. bir rivayete göre de ökaryot mitokondriyi şu tatlı sözlerle bağlamıştır:
    ö- "ben de senden alıyorum yaşam gücümü"
  • prokaryot hücrelerinin evrimi konusunda en tatmin edici teoridir.

    hayvan hücrelerinde mitokondri, bitki hücrelerinde ise kloroplast başka bir prokaryot hücre tarafından yutulmuş ya da iki prokaryot hücre birleşmiştir. kloroplastın kökeninin siyanobakteriler olduğu tahmin edilmektedir.
  • https://tr.wikipedia.org/wiki/endosimbiyoz_kuramı

    adresinden kendisi hakkinda turkce bilgiye ulasabilirsiniz.
  • mitokondri ve kloroplast organelleri dışında peroksizomların da endosimbiyotik teoriyle evrimleşmiş olduğu savunulmaktadır.
  • 4 milyar yıl önce dünya’da ağır bombardıman dönemi adı verilen, yeryüzüne sürekli olarak göktaşlarının düştüğü bir dönem yaşanmıştır. bombardımanın yavaşladı 3,5 milyar yıl öncesinde göletlerde yaşayan ilk mikroorganizmalar ortaya çıkmış ve zamanla birbirleriyle etkileşime girerek ilk hücreleri oluşturmuşlardır. örnek olarak bitki hücresini verebiliriz. teoriye göre kloroplast hücresinin daha büyük bir hücre tarafından yenmesi ve kloroplastın içindeki porfirin adındaki özel bir molekülden dolayı sindirilenmemesi ve zamanla organel olarak uyum sağlaması bugün bildiğimiz bitki hücresini meydana getirmiştir. mitokondri yani hayvan hücreleri için de benzer bir durum söz konusudur. buna “endosimbiyoz” kuramı adı verilir.
  • bu teoriye göre milyonlarca yıl boyunca hüküm süren bakteriler, bir noktada kendilerinden küçük bazı diğer bakterileri veya proteobakterileri endositoz ile yemek üzere hücre içlerine almış, ancak sindirememişlerdir.

    bu sindirimin gerçekleşmemesinden sonra, iki bakteri de eskisinden olduğundan çok daha avantajlı bir konuma geçmiştir. çünkü büyük ve avcı olan bakteri "yediği" ama sindiremediği bu bakterinin hücre içi bazı görevleri yerine getirmesini sağlayabilmiştir.

    bunun karşılığında av olan küçük bakteri ise, bu yeni hücre konumunda, eskiden olduğundan çok daha güvendedir ve ihtiyacı olan materyallere çok rahat ulaşabilmektedir. bu sebeple doğal seçilim bu ilişkiyi desteklemiştir ve bunun sonucunda ilk ökaryotik hücreler meydana gelmiştir.
  • mitokondri ve kloroplastın prokaryot kökenli olduklarını ve ökaryot canlıların onları endositozla içeri alması ile evrimleşerek oluştuğunu söyleyen teori.
    kanıtlarından biri de bu iki organelin çift zarlı olması: endositozla içeri alınan şeyler hücre zarından bir parça koparak ve hücre zarının alanını azaltarak hücreye girer. mitokondri ve kloroplasta bakılınca iç zarlarının prokaryot hücre zarının kimyasal yapısına benzediği, dış zarlarının ise ökaryot hücre yapısının kimyasal yapısına benzediği görülmüş.
  • dikkat evrim içerir!

    aranızda hala evrime dair şüpheleri olan var mı? o halde "endosimbiyoz teorisi" ne bir göz atın derim. hatta birlikte göz atalım.

    şimdi her şey önce bir protein çorbasıy... tabii ki bu kadar geriden başlamayacağım ama bir gün size rna world hipotezinden bahsetmek isterim. belki de en başta dünya bir "rna" çorbasıydı?

    neyse bilmeyenler ya da unutanlar için küçük bir hatırlatma yapmak istiyorum. orta okul seviyesinde olacak ama yazıyı okurken hayat kurtarabilir.

    --- hatırlatma ---

    klasik hücre sınıflandırmasına göre iki hücre tipi vardır:

    1. prokaryotlar: zarlı organel (kloroplast, mitokondri, hücre çekirdeği vs.) bulundurmaz.
    2. ökaryotlar: zarlı organel (kloroplast, mitokondri, hücre çekirdeği vs.) bulundurur.

    prokaryotları biraz açarsak:

    prokaryot hücreler ilk defa 3.5 milyar yıl önce ortaya çıktı. hücre çekirdeği olmadığı için "pro" "karyot" tur. yani dna, herhangi zarlı bir organel içinde bulunmaz, bütün biyokimyasal reaksiyonların gerçekleştiği sitoplazmada bulunur. oldukça basit ve primitif yapıları vardır. tek hücrelidir, ökaryotik hücrelerden daha küçüktür, hücre duvarına sahiptir (yani kabaca çift zarlıdır).

    sizinle bu yazıda paylaşacağım bilgileri anlamlı kılan bir özellikleri daha var:
    -çoğu prokaryotik hücre dairesel bir kromozoma sahiptir.
    -ayrıca plazmid adı verilen daha küçük dairesel dna parçaları da bulundururlar.

    (hatta biz laboratuvarda hücre içine istediğimiz geni aktarmak için ilk önce bu geni plasmid'e, sonra çoğaltmak üzere bakteriye, daha sonra da istediğimiz organizmaya aktarıyoruz. yani prokaryotların doğalarını laboratuvarda işimize geldiği gibi paldır küldür kullanıyoruz. ah bu prokaryotlar çok muhteşemler, basit dediğimize bakmayın. şimdi bilim dünyasının en çok kullandığı gen editleme sistemi "crispr" bile bu prokaryotlardan devşirme. crispr ile ilgili yazılarımı okuma isterseniz (bkz: #105892865) (bkz: #106477383) (bkz: #106535451))

    ökaryotları biraz açarsak:

    ökaryotlar ilk defa 2 milyar yıl önce ortaya çıktı. daha büyük ve kompleks hücre yapısına sahiptiler: hücre çekirdeği, zarlı organeller (mitokondri, kloroplast, plastidler, endoplasmik retikulum, golgi, lizozom vs.) ve komplike bir hücre iskeleti. daha sonra gruplaşarak ve özelleşerek çok hücreli organizmaları oluşturdular.

    --- hatırlatma ---

    ilk ökaryotların nasıl oluştuğunun en elle tutulur açıklamasını "endosimbiyoz teorisi" yapıyor. bu teori der ki, ökaryotlar iki farklı hücre tipinin bir araya gelmesi ile oluşmuştur ve buna dair bir sürü kanıtımız var.

    3.5 milyar yıl önce iki tip prokaryot vardı; arkeler ve bakteriler. filogenetik çalışmalar gösteriyor ki ökaryotik hücreler arke ve bakterilerin bir kimerası. mesela dna replikasyonu, transkripsiyon (rna sentezi) ve translasyon (protein sentezi) daha çok arke ile benzerlik gösterirken, metabolizma (enerji üretimi) ve biyosentetik reaksiyonlar (aminoacid, lipid, nükleotid sentezi) daha çok bakteri ile benzerlik gösteriyor. yani ökaryotik hücrenin nükleer genomu arke'den, mitokondri bakteriden.

    şimdi size daha ilginç bir şey diyeceğim. eminim ki bir çoğunuzun aklına "genom" deyince sadece "nükleer dna" geliyordur. ama işte tek gen kaynağımız nükleer genom değil, mitokondri de kendine özgü genoma sahip ve organizma kalıtımını sandığınızdan çok daha fazla etkiliyor.

    şimdi gelin endosimbiyoz teorisini güçlendiren kanıtları inceleyelim:

    1. fonksiyon: aeorobik bakteri ve mitokondri, atp (enerji) üretimi için oksijen kullanıyor. kreb's cycle ve oksidatif fosforilasyon ikisinde de ortak.

    2. boyut: bir mitokondri yaklaşık bir bakteri boyutundadır. ortalama bir bakteri 0.2-2 mikron, ortalama bir mitokondri 0.5-1 mikron arasındadır.

    3. zar (membran): mitkondri çifte zarlı. prokaryotlar da bir iç zar bir de hücre duvarı olmak üzere çift zarlı yapıya sahip.

    4. dna/genom: nükleer genom lineer yapıda olmasına rağmen mitokondri, prokaryot hücreler gibi, dairesel dna'ya sahip. human mitochondrial genetics mitochondrial dna diagram mitokondri genomu bakteri genomu

    5. dna sekanslarının karşılaştırılması (ngs sayesinde artık dna sekanslama hem hızlı hem de güvenilir sonuçlar vermekte) mitokondri ve rickettsial bakterileri arasında yakın bir ilişki olduğunu gösterdi. dna sekans benzerliği ve rickettsiaceae bakterilerinin zorunlu hücre içi parazitler olması endosimyoz teorisini doğrular nitelikte.

    5. bölünme: mitokondri de aynı prokaryotlar gibi ortadan ikiye bölünerek çoğalır. bu bölünme tipinde (binary fission), ftsz proteini primitif ökaryotların (ör. protista, alg) mitokondri bölünmesinde ve bazı bakteri türlerinin bölünmesinde aktif rol oynamakta. ftsz proteini hücre zarı/mitokondri zarının tam ortasında birleşerek ikiye bölünme olayını gerçekleştiriyor.
    mitochondrial fission

    7. ribozom: şimdi bildiğiniz gibi ribozomlar hücrenin protein üretim makineleridir ve bir hücre tahmini 10 milyona yakın ribozom bulundurur. ökaryotlar, hem sitozolik (sitoplazmada bulunan) hem de mitokondrial olacak şekilde iki tür ribozama sahip. fazla ayrıntıya gerek ama şunu bilmekte fayda var mitokondrial ribozom ve prokaryotik ribozom hem boyut hem de dna sekansı düzeyinde benzerlik gösteriyor.

    işte bu sebeple ki prokaryotik patojenlere karşı geliştirilmiş antibiyotikler aynı zamanda mitokondrial sistemi de olumsuz etkiliyor. antibiyotikler ribozomal rna'yı hedefkeyerek protein sentezini inhibe eder ve doğal olarak bakteri büyüme için temelde gerekli fonksiyonları gerçekleştiremez. eğer çok fazla antibiyotik tüketirsek, mitokondrilerde fonksiyonel problemlerin ortaya çıkması kaçınılmaz olacaktır.

    8. son bilgiyi de bırakıp gidiyorum. ilk önce şu kısmı açığa kavuşturayım. nükleer genom oldukça komplike yapıya sahip ve sadece küçük bir kısmı protein üretimi için kullanılır. kabaca konuşursak insan genomu intron, ekzon, transpozonlar, duplikasyonlar ve tekrarlar havuzudur. protein üretimine dahil olan sekans "ekzon" lardır ve nükleer genomdaki oranı yalnızca 1.5 %. geriye kalan kısım "junk dna" olarak adlandırılır ama aslında hiç de junk değildir. nükleer genom dinamik, sürekli bir etkileşim içinde kalıtımı yönetir. mitokondri genomuna dönersek, aynı prokaryotik genom gibi "junk dna" neredeyse yok denecek kadar azdır. dna sekansının çoğusu aktiftir.

    edit: yazarken unutmuşum, bakteri genomunda da aynı şekilde junk dna düşük oranda.
  • endosimbiyotik teori ile ilgili ayrıntılı bilgi için
    video
hesabın var mı? giriş yap