Lý thuyết Endosymbiont: Chức năng, Vai trò & Bệnh tật

Được biết đến với cái tên lý thuyết nội cộng sinh, đây là một giả thuyết sinh học tiến hóa quy sự phát triển của đời sống cao hơn vào quá trình nội cộng sinh của sinh vật nhân sơ. Ý tưởng này lần đầu tiên được thảo luận bởi nhà thực vật học Schimper vào cuối thế kỷ 19. Trong khi đó, nhiều kết quả nghiên cứu ủng hộ lý thuyết.

Lý thuyết nội soi là gì?

Trong quá trình tiến hóa, theo lý thuyết nội tương, hai sinh vật lẽ ra phải phụ thuộc lẫn nhau, vì vậy không đối tác nào có thể tồn tại nếu không có đối tác còn lại. Nhà thực vật học Schimper lần đầu tiên công bố ý tưởng về lý thuyết nội phân tử vào năm 1883, và công trình của ông nhằm giải thích nguồn gốc của lục lạp. Nhà sinh học tiến hóa người Nga Konstantin Sergeyevich Merezhkovsky đã xem xét lại lý thuyết nội phân tử vào đầu thế kỷ 20. Tuy nhiên, lý thuyết này không được nhiều người biết đến cho đến năm 1967, khi nó được Lynn Margulis đưa ra. Tóm lại, lý thuyết nói rằng các sinh vật đơn bào đã được các sinh vật đơn bào khác tiếp nhận trong quá trình tiến hóa. Sự hấp thụ này được cho là có thể tạo ra sự phát triển của các thành phần tế bào của các sinh vật bậc cao. Theo cách này, theo những người ủng hộ lý thuyết, sự sống ngày càng phức tạp hơn đã phát triển trong quá trình tiến hóa. Do đó, các thành phần tế bào của con người ban đầu quay trở lại các sinh vật đơn bào. Theo lý thuyết, sinh vật nhân chuẩn phát sinh đầu tiên là do các sinh vật tiền thân của sinh vật nhân sơ tham gia vào cộng sinh. Đặc biệt, quang dưỡng và quang dưỡng vi khuẩn được cho là đã được tiếp nhận bởi các tế bào nhân sơ của vi khuẩn cổ trong một hành động thực bào. Thay vì tiêu hóa chúng, các tế bào nhân sơ đã lưu trữ chúng bên trong, nơi chúng trở thành động vật nội bào. Những tế bào nội tạng này được cho là cuối cùng đã tiến hóa thành các bào quan tế bào trong tế bào chủ. Tế bào chủ và bào quan trong mỗi tế bào tương ứng với sinh vật nhân thực. Các bào quan tế bào của mitochondria và plastids vẫn mang đặc điểm của hiệu ứng này. Vì sinh vật nhân chuẩn cũng tồn tại mà không có các bào quan được mô tả này, các thành phần này phải bị mất đi về mặt phát sinh loài hoặc lý thuyết không áp dụng được.

Chức năng và nhiệm vụ

Lý thuyết nội tại đặt tên cho sự phát triển của mitochondria và plastids ở sinh vật nhân sơ. Các động vật nguyên sinh được cho là đã tham gia vào quá trình nội cộng sinh với các tế bào khác và tiếp tục sống trong các tế bào chủ. Đến nay, khoa học đã chứng kiến ​​động vật nguyên sinh amip ăn vi khuẩn lam và tiếp tục sống bên trong chúng. Những quan sát như thế này dường như ủng hộ lý thuyết nội tương. Trong quá trình tiến hóa, hai sinh vật được cho là đã trở nên phụ thuộc lẫn nhau, theo lý thuyết nội tương, vì vậy không đối tác nào có thể tồn tại mà không có đối tác kia. Kết quả là hiện tượng nhiễm khuẩn nội sinh đã khiến các bào quan của mỗi bào quan mất đi phần vật chất di truyền mà chúng không còn cần thiết nữa. Do đó, các phức hợp protein riêng lẻ trong các bào quan được cho là được cấu tạo một phần từ các đơn vị mã hóa hạt nhân và một phần từ các đơn vị mã hóa ty thể. Theo phân tích bộ gen, plastids có nguồn gốc từ vi khuẩn lam, trong khi mitochondria có liên quan với vi khuẩn proteobacteria hiếu khí. Hiện tượng nội sinh giữa sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ là cái mà các nhà khoa học gọi là quá trình nội sinh hóa sơ cấp. Mặt khác, nếu các bào quan tế bào phát sinh từ sự hấp thụ của một eukaryote với sự kiện nội sinh nguyên phát đã từng trải qua trước đó, thì chúng ta đang nói về hiện tượng nội sinh thứ cấp. Các plastids sơ cấp nằm trong hai màng bao, theo lý thuyết, giống như màng của vi khuẩn lam ăn vào tương ứng. Ba loại plastids sơ cấp, và do đó ba dòng sinh vật tự dưỡng, được cho là đã phát sinh theo cách này. Ví dụ, tảo đơn bào thuộc họ Glaucocystaceae chứa plastids của vi khuẩn lam, cũng như tảo đỏ. Tảo lục cũng như thực vật bậc cao chứa plastids phát triển nhất là lục lạp. Các plastids thứ cấp có ba hoặc bốn màng bao bọc. Các sinh vật nội sinh thứ cấp giữa tảo lục và sinh vật nhân chuẩn hiện đã được biết đến, vì vậy Euglenozoa và Chlorarachniophyta có thể đã độc lập với các sinh vật nội bào tử sơ cấp.

Bệnh tật

Nếu lý thuyết nội phân tử là đúng, như tình trạng nghiên cứu hiện nay cho thấy, tất cả các phức hợp của tế bào thực vật, động vật và do đó con người đều bắt nguồn từ sự hợp nhất của các tế bào nhân sơ. Do đó, con người có thể mắc nợ sinh vật nhân sơ chính nó, tuy nhiên, sinh vật nhân sơ tiếp xúc với con người cũng là nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh. Trong bối cảnh này, nên tham khảo, ví dụ, giá trị bệnh của vi khuẩn Proteobacteria, đặc biệt có liên quan trong lý thuyết nội tương. Nhiều vi khuẩn từ bộ phận này được coi là mầm bệnh. Điều này đúng, ví dụ, về Helicobacter pylori, là một loại vi khuẩn hình que sống ở người dạ dày. Với tỷ lệ phổ biến là 50 phần trăm, Helicobacter pylori nhiễm trùng thường được coi là một trong những bệnh nhiễm trùng mãn tính phổ biến nhất trên toàn thế giới. Hơn 30 triệu người bị nhiễm vi khuẩn này, nhưng chỉ có từ 20 đến XNUMX% tổng số người bị nhiễm bệnh phát triển các triệu chứng. Những triệu chứng này chủ yếu bao gồm loét dạ dày tá tràng, có thể ảnh hưởng đến dạ dày or tá tràng. Nhìn chung, nhiễm vi khuẩn là nguyên nhân gây ra nhiều loại bệnh dạ dày, đặc biệt là những bệnh biểu hiện bằng sự tăng tiết axit dịch vị. Do đó, ngoài các vết loét của dạ dàytá tràng, vi khuẩn có thể cũng có liên quan đến loại B Viêm dạ dày. Xét nghiệm để tìm nhiễm vi khuẩn với proteobacterium hiện là một phần của chẩn đoán tiêu chuẩn hóa các bệnh dạ dày. Ngoài các bệnh đã đề cập, nhiễm trùng mãn tính với vi khuẩn hiện được xếp vào một yếu tố nguy cơ của ung thư biểu mô dạ dày. Điều này cũng đúng với MALT lymphoma. Cũng có vẻ như có mối liên hệ giữa nhiễm trùng và các bệnh như mãn tính vô căn tổ ong (phát ban), miễn dịch mãn tính giảm tiểu cầu, thiếu sắt thiếu máuBệnh Parkinson. Helicobacter pylori chỉ được thảo luận ở đây như một ví dụ. Nhiều sinh vật nhân sơ khác có liên quan đến giá trị bệnh tật và được coi là mầm bệnh của con người, động vật và thực vật.