Endosymbiotická teória

ako Endosymbiotická teória je známa evolučná biologická hypotéza, ktorá spája vývoj vyššieho života s endosymbiózou prokaryot. O tejto myšlienke sa prvýkrát diskutovalo na konci 19. storočia botanik Schimper. Mnoho výsledkov výskumu teraz hovorí za teóriu.

Čo je to endosymbiotická teória?

Botanik Schimper prvýkrát publikoval myšlienku endosymbiotickej teórie v roku 1883, ktorá by mala vysvetliť pôvod chloroplastov vo svojej práci. Ruský evolučný biológ Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski začal teóriu endosymbiontu opäť začiatkom 20. storočia. Teória sa však stala známou až v roku 1967, keď ju vyzdvihla Lynn Margulis.

V zjednodušenom súhrne teória hovorí, že jednobunkové organizmy boli v priebehu evolúcie prijaté inými jednobunkovými organizmami. Toto vychytávanie údajne umožnilo vývoj bunkových komponentov vyšších živých bytostí. Týmto spôsobom sa podľa stúpencov teórie v priebehu evolúcie objavil stále komplexnejší život.

Preto sa pôvodne ľudské bunky vracajú k prvokom. Podľa teórie sa eukaryoty objavili až vtedy, keď prokaryotické prekurzorové organizmy vstúpili do symbióz. Konkrétne sa uvádza, že chemotrofné a fototropné baktérie boli absorbované inými prokaryotickými bunkami archaea pri fagocytóze.

Namiesto toho, aby ich strávili, prokaryotické bunky ich držali vo vnútri, kde sa stali endosymbiontmi. Uvádza sa, že tieto endosymbionty sa vyvinuli v bunkové organely v hostiteľských bunkách. Hostiteľská bunka a organely v nej zodpovedajú eukaryotom. Bunkové organely mitochondrií a plastidov majú dodnes tieto vlastnosti.

Pretože eukaryoty existujú aj bez opísaných týchto organel, tieto zložky musia byť postupne vyradené alebo sa teória neuplatňuje.

Funkcia a úloha

Endosymbiotická teória pomenúva vývoj mitochondrií a plastidov v prokaryotických organizmoch. Hovorí sa, že jednobunkové organizmy vstúpili do endosymbiózy s inými bunkami a naďalej žili v hostiteľskej bunke. Dodnes veda vidí amoeboidné protozoá, ktoré prijímajú cyanobaktérie, ktoré v nich naďalej žijú. Zdá sa, že takéto pozorovania podporujú endosymbiotickú teóriu.

V priebehu evolúcie by sa podľa endosymbiotickej teórie mali dva organizmy stať vzájomne závislými, aby žiadny z partnerov nemohol prežiť bez druhého. Výsledná endosymbióza údajne spôsobila, že organely stratili časti genetického materiálu, ktoré už nie sú potrebné. Uvádza sa, že jednotlivé proteínové komplexy v organelách sú čiastočne zložené z jadra a čiastočne z mitochondriálne kódovaných jednotiek.

Podľa genomických analýz sú plastidy odvodené od cyanobaktérií, zatiaľ čo mitochondrie sú spojené s aeróbnymi proteobaktériami. Veda označuje endosymbiózu medzi eukaryotami a prokaryotmi ako primárnu endosymbiózu. Ak bunkové organely vznikli požitím eukaryota s predtým skúsenou primárnou endosymbiózou, hovoríme o sekundárnej endosymbióze.

Primárne plastidy ležia v dvoch membránach obalu, ktoré podľa teórie zodpovedajú membránam absorbovanej cyanobaktérie. Uvádza sa, že sa týmto spôsobom vyvinuli tri typy primárnych plastidov, a teda tri línie autotrofných organizmov. Napríklad jednobunkové riasy Glaucocystaceae obsahujú plastidy cyanobaktérie, rovnako ako červené riasy. Zelené riasy a vyššie rastliny obsahujú najrozvinutejšie plastidy, chloroplasty. Sekundárne plastidy majú tri alebo štyri krycie membrány. Teraz sú známe sekundárne endosymbiózy medzi zelenými riasami a eukaryotmi, takže Euglenozoa a Chlorarachniophyta mohli absorbovať primárne endosymbióny nezávisle od seba.

Choroby a choroby

Ak je teória endosymbiontov správna, ako naznačuje súčasný stav výskumu, všetky komplexy rastlinných, živočíšnych a teda aj ľudských buniek majú svoj pôvod vo fúzii prokaryotov. Človek by musel prokaryotom poďakovať za život sám.

Prokaryoty sú však tiež zodpovedné za množstvo chorôb pri kontakte s ľuďmi. V tejto súvislosti by sa malo odkázať napríklad na hodnotu choroby Proteobaktérií, ktorá je obzvlášť dôležitá v teórii endosymbiontov. Mnoho baktérií z tohto oddelenia sa považuje za patogény. Platí to napríklad pre baktériu Helicobacter pylori, tyčovitú baktériu, ktorá kolonizuje ľudský žalúdok. S prevalenciou 50 percent je infekcia Helicobacter pylori často jednou z najbežnejších chronických bakteriálnych infekcií na svete. Viac ako 30 miliónov ľudí je infikovaných baktériou, ale iba u 10 až 20 percent všetkých infikovaných ľudí sa objavia príznaky.

Hlavnými príznakmi sú peptické vredy, ktoré môžu ovplyvniť žalúdok alebo dvanástnik. Celkovo sú infekcie baktériami zodpovedné za celý rad žalúdočných chorôb, najmä za tie choroby, ktoré sa prejavujú zvýšenou sekréciou žalúdočnej kyseliny. Okrem žalúdočných vredov a dvanástnika môžu byť baktérie pravdepodobne tiež zapojené do gastritídy typu B.

Vyšetrenie na bakteriálnu infekciu proteobaktériom je teraz súčasťou štandardizovanej diagnostiky žalúdočných chorôb. Okrem uvedených chorôb je teraz chronická infekcia baktériou klasifikovaná ako rizikový faktor rakoviny žalúdka. To isté platí pre lymfóm MALT.

Zdá sa tiež, že existuje súvislosť medzi infekciou a chorobami, ako je idiopatická chronická urtikária (žihľavka), chronická imunitná trombocytopénia, anémia s nedostatkom železa a Parkinsonova choroba.

Helicobacter pylori sa tu uvádzal iba ako príklad. Početné ďalšie prokaryoty sú spojené s hodnotou ochorenia a považujú sa za patogény pre ľudí, zvieratá a rastliny.