Cerca de 1,5 bilhão de anos atrás, as bactérias primitivas tinham residência dentro de células maiores, resultando em uma relação íntima que moldaria a evolução de seres multicelulares mais complexos. A célula maior era eucariótica, significando que continha organelas - estruturas cercadas por membranas, mas a célula bacteriana procariótica não tinha tal arranjo. As células maiores temiam oxigênio, um veneno para a sua existência, mas as células menores usavam o oxigênio para produzir energia na forma da molécula trifosfato de adenosina, ou ATP. A célula eucariótica envolveu as bactérias de forma predatória, mas de alguma forma, o predador não digeriu a presa. Predador e presa se tornaram mutuamente dependentes. A ex-bióloga da Universidade de Boston, Lynn Margulis, citou este cenário endossimbiótico em sua teoria da origem das mitocôndrias, as fábricas de energia das células, e a razão de suas numerosas semelhanças com as células bacterianas.
Tamanho e Forma
Com base apenas na aparência, os cientistas podem estabelecer uma relação entre as mitocôndrias e as bactérias. As mitocôndrias têm formas arredondadas semelhantes a geleias, semelhantes às bactérias bacilares em forma de bastonete. O bacilo médio varia entre 1 e 10 microns de comprimento, e as mitocôndrias das células de plantas e animais medem na mesma faixa. Essas observações superficiais constituem uma linha de evidência que sustenta a teoria de que as células eucarióticas primitivas tinham englobado as células bacterianas, formando relações mutuamente benéficas.
Método de Divisão
As bactérias se reproduzem em um processo chamado fissão; Quando uma bactéria atinge um tamanho pré-determinado, ela se belisca no meio, criando dois organismos. Em células eucarióticas, as mitocôndrias se replicam em um processo similar. O centro de comando da célula, ou núcleo, sinaliza a célula para produzir organelas, geralmente antes de um evento de divisão celular; no entanto, apenas as mitocôndrias - e os cloroplastos das plantas - se replicam. Enquanto outras organelas podem ser feitas a partir de substâncias dentro da célula, mitocôndrias e cloroplastos devem se dividir para aumentar seus números. Quando o suprimento de energia na forma de ATP se esgota, as mitocôndrias se dividem para produzir mais mitocôndrias para a produção de energia.
Membrana
As mitocôndrias possuem membranas internas e externas, com a membrana interna consistindo de dobras chamadas cristas As membranas celulares bacterianas têm dobras chamadas mesossomos que lembram as cristas. A produção de energia ocorre nessas dobras. A membrana mitocondrial interna contém os mesmos tipos de proteínas e substâncias gordurosas que a membrana plasmática bacteriana. A membrana mitocondrial externa e a parede celular das bactérias também contêm estruturas semelhantes. As substâncias fluem bastante livremente para dentro e para fora das membranas externas das mitocôndrias e das paredes celulares externas das bactérias; no entanto, tanto as membranas internas mitocondriais quanto as membranas plasmáticas das bactérias restringem a passagem de muitas substâncias.
Tipo de DNA
Tanto as células procarióticas quanto eucarióticas usam o DNA para transportar o código para produzir proteínas. Enquanto as células eucarióticas carregam DNA de fita dupla na forma de uma escada torcida chamada hélice, as células bacterianas têm seu DNA em loops circulares chamados plasmídeos. As mitocôndrias também carregam seu próprio DNA para produzir suas próprias proteínas, independentemente do resto da célula; Como as bactérias, as mitocôndrias também incorporam seu DNA em alças. Uma mitocôndria média contém entre dois e 10 destes plasmídeos. Essas estruturas contêm as informações necessárias para executar todos os processos, inclusive a replicação, dentro das mitocôndrias ou bactérias.
Ribossomos e Síntese de Proteínas
Proteínas executam todas as funções dentro das células, e a fabricação de proteínas, ou síntese proteica, constitui uma das principais funções da célula. Toda a síntese proteica ocorre apenas dentro de estruturas esféricas chamadas ribossomos, que estão espalhadas por toda a célula. As mitocôndrias carregam seus próprios ribossomos para produzir as proteínas de que necessitam. Análises microscópicas e químicas revelam que a estrutura dos ribossomos mitocondriais parece mais semelhante aos ribossomos bacterianos do que aos ribossomos das células eucarióticas. Além disso, certos antibióticos, embora inócuos para células eucarióticas, afetam a síntese protéica tanto em mitocôndrias quanto em bactérias, indicando que o mecanismo de síntese protéica na mitocôndria é semelhante ao das bactérias, e não das células eucarióticas.
