Concetti Chiave
- La transizione dai procarioti agli eucarioti è avvenuta circa 2 miliardi di anni fa, documentata da fossili di eucarioti unicellulari.
- I procarioti sono privi di organelli e possiedono DNA circolare, mentre gli eucarioti hanno organelli e DNA lineare con più origini di replicazione.
- La teoria endosimbiontica di Lynn Margulis spiega l'evoluzione delle cellule eucariotiche attraverso l'inglobamento di procarioti, formando mitocondri e cloroplasti.
- La fagocitosi di batteri eterotrofi respiratori ha portato alla simbiosi con cellule ospitanti, dando origine ai mitocondri.
- Margulis ha fornito prove della teoria endosimbiontica: similitudini tra i ribosomi di mitocondri/cloroplasti e batteri, e la struttura del genoma e delle membrane.
Indice
Evoluzione da procarioti a eucarioti
Il passaggio da procarioti a eucarioti è avvenuto circa 2 miliardi di anni fa, come testimoniato dai fossili di eucarioti unicellulari così datati.
Differenze tra procarioti ed eucarioti:
Procarioti:
• non presentano organelli;
• il DNA è circolare e costituito da una sola molecola;
• c’è una parete con dei peptidoglicani (gli eubatteri hanno composizione diversa rispetto a quella degli archea);
• le dimensioni vanno da 0,2 a 10μm;
• sono unicellulari.
Caratteristiche degli eucarioti
Eucarioti:
• presentano organelli;
• il loro DNA è lineare costituito da più molecole, di modo che vi siano più origini di replicazioni e quindi in modo che ci voglia meno tempo per replicarlo;
• c’è una parete solo nei vegetali;
• le dimensioni vanno da 5 a 100μm;
• possono essere pluricellulari.
Teoria endosimbiontica di Lynn Margulis
La teoria endosimbiontica, proposta da Lynn Margulis, delinea come si passò da una cellula procariotica a una eucariotica 2 miliardi di anni fa. Probabilmente si partì da una cellula procariotica senza parete, vi era però ugualmente una membrana con introflessioni che andò a creare dei compartimenti, come il nucleo. Altre introflessioni avrebbe poi creato il reticolo endoplasmatico.
Origine dei mitocondri e cloroplasti
L’endosimbiosi invece viene presa in causa per spiegare l’origine dei mitocondri: vi fu la fagocitosi di batteri eterotrofi capaci di respirazione aerobia, tali batteri non furono però digeriti, ma si creò una simbiosi tra i due organismi: l’ospitante poté così usare la respirazione cellulare, invece il batterio eterotrofo poteva utilizzare le risorse presenti nella cellula ospitante.
Successivamente cellule già presentanti mitocondri, inglobarono procarioti fotosintetici, come i cianobatteri. Ciò diede origine a un’altra simbiosi. Nacquero così cellule che presentavano sia cloroplasti che mitocondri.
Margulis propose delle prove alla sua teoria: mitocondri e cloroplasti hanno ribosomi per la sintesi proteica, molto simili a quelli dei batteri, hanno un genoma circolare e sono delimitati da una doppia membrana esterna, reminiscenza della vecchia fagocitosi. Non hanno però possibilità di vita autonoma.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra procarioti ed eucarioti?
- Come spiega la teoria endosimbiontica l'origine dei mitocondri?
- Quali prove supportano la teoria endosimbiontica secondo Lynn Margulis?
I procarioti non presentano organelli e hanno un DNA circolare, mentre gli eucarioti presentano organelli e un DNA lineare costituito da più molecole.
La teoria endosimbiontica suggerisce che i mitocondri derivano dalla fagocitosi di batteri eterotrofi capaci di respirazione aerobia, che non furono digeriti ma formarono una simbiosi con la cellula ospitante.
Le prove includono il fatto che mitocondri e cloroplasti hanno ribosomi simili a quelli dei batteri, un genoma circolare e sono delimitati da una doppia membrana esterna, ma non possono vivere autonomamente.
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