ENDOSİMBİYOZ

*

What is endosymbiosis

**

Bilimsel görüş, sadece ökaryotlarda bulunan en az iki örganelin-mitokondri ve kloroplast-, prokaryotik organizmaların atala­rı olduğu ve "konuksever" ökaryotların öncüleri içinde yer aldıkları yönünde gelişmekktedir. Bu endosimbiyotik hipotez (bu terim; endo-, "içinde", symbiosis, "ortak yaşama " kelimelerinden meydana gelir) için birkaç yönde kanıt vardır. Bunların bazısı Tablo'da özetlenmiş olan özelliklerin temeline dayanır.

1-Prokaryot ve ökaryotların birçok simbiyotik birliktelikleri bilin­mektedir. Örneğin, günümüzdeki birçok fotosentetik bakteriler barınak değil de yiyecek sağlamak amacıyla ökaryotik konakçı içinde yaşarlar. Benzer bir şekilde, bazı fotosentetik olmayan bak­teriler ökaryotlar içinde simbiyotik olarak yaşarlar ve bunlar ko­nakçı hücreleri içinde metabolize edilemeyen enerjiyi yiyecekler­den elde eder ve paylaşırlar. Böyle birliktelikler, iki organizmanın ikili yaşamlarında biri birlerine bağımlı olduğu zorunlu simbiyozisin evrimi için belirgin bir başlama noktası sağlar.

2, Hem mitokondrinin hem de kloroplastların kendi ribozomları ve kendi kromozomları vardır; kromozomlar, kendi ribozomal RNA'larını, ribozomal proteinlerini ve bazı enzimlerini (hepsini değil) kodlarlar. Mitokondriler ve kloroplastlar kendi zarlarını da yaparlar.

3- Organellerin kromozomları, özel protein makaraları üzerine sarılmamış olan, halkasal olan ve çekirdek kılıfı bulunmayan prokaryot kromozomlarına benzerler.

4- Organel genlerinin iç organizasyonu prokaryotlardakine benzerdir; fakat ökaryotlardan oldukça farklıdır.

5- Okaryotlardaki hücre bölünmesinde bir iğ aygıtı vardır, halbuki bakteriler, mitokondriler ve kloroplastlar ikiye bölünme yolu ile çoğalırlar.

6- Mitokondri ve kloroplast ribozomları, içinde bulunduğu hücrenin sitozolünde bulunan ribozomlarından çok prokaryot ribozomlarına benzer. Gerçekte, Escherichia coli bakterisinin ribozomal bü­yük alt birimi ve kloroplastın büyük alt birimi biri birine çok ben­zerler ve bunlar, protein sentezi yapabilmek için hibrit ribozomun kapasitesini etkilemeksizin biri diğerinin yerine geçebilirler.

Özet olarak, endosimbiyotik hipotezde, mitokondriler aracılığıyla ortaya konmuş olan eşsiz metabolik yetenekleri olan bir bakterinin, 1.5 milyar yıl önce endositozis ile içeri alındığı, sindirime direnç gösterdiği ve konakçı hücre içinde simbiyotik olarak yaşadığı ve içinde bulunduğu konakçıdan bağımsız olarak ikiye bölünmek suretiyle çoğaldığı farz edilir. Daha sonra simbiyont genlerin bazısı konakçı çekirdeğine geçer ve bazı emirleri içinde bulunduğu hücreden alır. Bu ortaklıktan, günümüzde yaşayan tüm bitkiler, hayvanlar, mantar­lar ve protozoanlar gelişmiş olmalıdır. Bunu izleyen hipoteze göre, çeşitli fotosentetik bakteriler de aynı akıbetle karşılaştılar ve sonuçta alg ve bitkilerde bulunan kloroplast şeklini aldılar.

Daha az desteklenmiş; fakat düşünmeye yönelten günümüzdeki bazı spekülasyonlar; peroksizomların, bazal cisimcikler/ sentriyollerin ve nematositlerin (deniz anası ve benzer canlıların, güçlü avları­na ve dikkatsiz yüzücülere batırdıkları iğneler) de endosimbiyotik orijinli olabileceğini ileri sürmektedir. Bazal cisimciklerin de kendi kalıtsal materyali olduğu yolundaki son bilgiler de böyle fikirlere güç katmaktadır.

TABLO:    Tipik pkaryotik ve ökaryotik hücrelerin ve bazı ökaryotik organellerin karşı­laştırması

a: Bazı parazitler ve aneorobik organizmalarda mitokondri yoktur ve mitokondrilerini ya yüksek enerji bileşenlerini konakçı hücresinden karşılayabildikle­ri için yada mitokondriye özgü olan oksijen-bağımlı enzimatik yollan kullanma­dıkları için kaybetmişlerdir. İlkel ökaryotların bir aleminde, mitokondriler, ER ve Golgi yoktur.

^b: Beyaz karıncaların sindirim sisteminde yaşayan bazı Spirocheta bakterilerin­de mikrotübüllerin bulunduğu bildirilmiştir. Eğer bu bilginin doğruluğu ispat edilirse, ökaryotik sil ve kamçıların evrimsel kaynağı olabilir.