Rickettsien werden weithin als Vorfahren der eukaryotischen Mitochondrien durch Endosymbiose angesehen. Cyanobakterien werden weithin als Vorfahren eukaryotischer Chloroplasten durch Endosymbiose angesehen.
Diese beiden Organellen weisen verblüffende Ähnlichkeiten in Bezug auf Struktur und Mechanik auf. Es scheint viele Informationen zu Spekulationen über die Endosymbiose zu geben, die von diesen frei lebenden Organismen zu den Organellen geführt hat. Ich kann jedoch anscheinend nicht viel über spekulierte Beziehungen zwischen diesen Organismen in Bezug auf gemeinsame Strukturen finden.
Meine Fragen: Sind die Elektronentransportsysteme und die Chemiosmose einfach allgegenwärtige Phänomene in Prokaryoten, oder sind diese Ähnlichkeiten ein Beweis für hochgradig konservierte gemeinsame Vorfahren? Oder gibt es eine andere Antwort? Gibt es Informationen zur Phylogenetik von Rickettsien und Cyanobakterien? Gehören diese beiden Organismen zu einer einzigen kleinen Gruppe oder waren diese Biochemien (ETCs, ATP-Synthasen usw.) irgendwann allgegenwärtig und sind heute einfach in diesen beiden Organismen erhalten geblieben?
Rickettsien und Cyanobakterien sind nicht Teil einer kleinen Gruppe, die diese Merkmale gemeinsam hat. ATP-Synthasen kommen in allen Lebensbereichen vor und sind alle homolog, dh von einem gemeinsamen Vorfahren abgeleitet. Das bedeutet, dass es ziemlich wahrscheinlich ist, dass der letzte universelle gemeinsame Vorfahr irgendeine Form von ATP-Synthase hatte.
ETCs und ATP-Synthasen sind Teil der chemiosmotischen Theorie von Mitchell. Das Schöne an diesem Mechanismus ist, dass Sie nur eine einzige ATP-Synthase benötigen, um Ihre Energie zu erzeugen, und sie unabhängig von Ihrem Stoffwechsel verwendet werden kann, sei es eine Cyano oder eine Rickettsia. Alles, was Sie tun müssen, ist, Ihren Stoffwechsel irgendwie mit einer Protonenantriebskraft über Ihre Membran zu koppeln, und dann lassen Sie die Protonen einfach ihren elektrochemischen Gradienten hinunterfallen und treiben die Bildung von ATP an.
Organismen aus allen Ecken des Baums des Lebens verwenden diese Strategie, also ist dies kein besonderes gemeinsames Merkmal, das die Organismen verbindet, die schließlich zu eukaryotischen Organellen wurden. Es ist erwähnenswert, dass es Alternativen zu ETCs und ATPasen gibt, die auf der Protonenantriebskraft basieren. Sie können ATP durch Phosphorylierung auf Substratebene wie im Fermentationsstoffwechsel herstellen.
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