Accesorii

Ce celule conțin mitocondrii? Structura mitocondriilor. Funcții în celulă

Caracteristic pentru marea majoritate a celulelor. Funcția principală este oxidarea compușilor organici și producerea de molecule de ATP din energia eliberată. Mitocondriul este principala stație energetică a întregului corp.

Originea mitocondriilor

Astăzi, există o opinie foarte populară printre oamenii de știință că mitocondriile nu au apărut în celulă independent în timpul evoluției. Cel mai probabil, acest lucru s-a întâmplat din cauza captării de către o celulă primitivă, care la acea vreme nu era capabilă să utilizeze independent oxigenul, a unei bacterii care putea face acest lucru și, în consecință, era o sursă excelentă de energie. O astfel de simbioză s-a dovedit a fi de succes și a luat loc în generațiile următoare. Această teorie este susținută de prezența propriului ADN în mitocondrii.

Cum sunt structurate mitocondriile?

Mitocondriile au două membrane: exterioară și interioară. Funcția principală a membranei exterioare este de a separa organele de citoplasma celulară. Este format dintr-un strat bilipid și proteine care îl pătrund, prin care se realizează transportul moleculelor și ionilor necesari muncii. Deși netedă, cea interioară formează numeroase pliuri - crestae, care îi măresc semnificativ aria. Membrana interioară este compusă în mare parte din proteine, inclusiv enzime ale lanțului respirator, proteine de transport și complexe mari de ATP sintetază. În acest loc are loc sinteza ATP. Între membranele exterioare și interioare există un spațiu intermembranar cu enzimele sale inerente.

Spațiul interior al mitocondriilor se numește matrice. Aici se află sistemele enzimatice pentru oxidarea acizilor grași și piruvatului, enzimele ciclului Krebs, precum și materialul ereditar al mitocondriilor - ADN, ARN și aparatul de sinteză a proteinelor.

Pentru ce sunt necesare mitocondriile?

Funcția principală a mitocondriilor este sinteza unei forme universale de energie chimică - ATP. De asemenea, participă la ciclul acidului tricarboxilic, transformând piruvatul și acizii grași în acetil-CoA și apoi oxidându-l. În acest organel, ADN-ul mitocondrial este stocat și moștenit, care codifică reproducerea ARNt, ARNr și a unor proteine necesare pentru funcționarea normală a mitocondriilor.

Genele care au rămas în timpul evoluției în „stațiile energetice ale celulei” ajută la evitarea problemelor de management: dacă ceva se sparge în mitocondrii, se poate repara singur, fără a aștepta permisiunea de la „centru”.

Celulele noastre primesc energie cu ajutorul unor organele speciale numite mitocondrii, care sunt adesea numite stații energetice ale celulei. În exterior, ele arată ca niște rezervoare cu perete dublu, iar peretele interior este foarte denivelat, cu numeroase adâncituri puternice.

O celulă cu un nucleu (colorat în albastru) și mitocondrii (colorat în roșu). (Fotografie de NICHD/Flickr.com)

Mitocondriile în secțiune, excrescențe ale membranei interioare sunt vizibile ca dungi longitudinale interne. (Fotografie de Visuals Unlimited/Corbis.)

Un număr mare de reacții biochimice au loc în mitocondrii, în timpul cărora moleculele „hranei” sunt treptat oxidate și dezintegrate, iar energia legăturilor lor chimice este stocată într-o formă convenabilă pentru celulă. Dar, în plus, aceste „stații de energie” au propriul lor ADN cu gene, care este deservit de propriile lor mașini moleculare care asigură sinteza ARN urmată de sinteza proteinelor.

Se crede că mitocondriile din trecutul foarte îndepărtat erau bacterii independente care au fost mâncate de alte creaturi unicelulare (cel mai probabil arhee). Dar într-o zi, „prădătorii” au încetat brusc să digere protomitocondriile înghițite, păstrându-le în interiorul lor. A început o frecare lungă a simbioților între ei; drept urmare, cei care au fost înghițiți și-au simplificat foarte mult structura și au devenit organele intracelulare, iar „gazdele” lor au putut, datorită energiei mai eficiente, să se dezvolte în continuare în forme de viață din ce în ce mai complexe, până la plante și animale.

Faptul că mitocondriile au fost cândva independente este dovedit de rămășițele aparatului lor genetic. Desigur, dacă locuiești înăuntru cu totul gata făcut, nevoia de a-ți conține propriile gene dispare: ADN-ul mitocondriilor moderne din celulele umane conține doar 37 de gene - față de 20-25 de mii dintre cele conținute în ADN-ul nuclear. De-a lungul a milioane de ani de evoluție, multe dintre genele mitocondriale s-au mutat în nucleul celulei: proteinele pe care le codifică sunt sintetizate în citoplasmă și apoi transportate în mitocondrii. Cu toate acestea, se pune imediat întrebarea: de ce 37 de gene au rămas în continuare acolo unde erau?

Mitocondriile, repetăm, sunt prezente în toate organismele eucariote, adică la animale, plante, ciuperci și protozoare. Ian Johnston ( Iain Johnston) de la Universitatea din Birmingham și Ben Williams ( Ben P. Williams) de la Institutul Whitehead au analizat peste 2.000 de genomi mitocondriali prelevați de la diverse eucariote. Folosind un model matematic special, cercetătorii au reușit să înțeleagă care gene au mai multe șanse să rămână în mitocondrii în timpul evoluției.

Membrana exterioara
Membrana interioara
Matrice m-na, matrice, cristas. are contururi netede și nu formează adâncituri sau pliuri. Reprezintă aproximativ 7% din suprafața tuturor membranelor celulare. Grosimea sa este de aproximativ 7 nm, nu este conectat la alte membrane ale citoplasmei și este închis pe sine, astfel încât este un sac membranar. Separă membrana exterioară de cea interioară spațiu intermembranar aproximativ 10-20 nm lățime. Membrana interioară (aproximativ 7 nm grosime) limitează conținutul intern real al mitocondriei,
matricea sau mitoplasma acesteia. O trăsătură caracteristică a membranei interioare a mitocondriilor este capacitatea lor de a forma numeroase invaginări în mitocondrii. Astfel de invaginări iau cel mai adesea forma unor creste plate, sau crestae. Distanța dintre membranele din cresta este de aproximativ 10-20 nm. Adesea, cristae se pot ramifica sau forma procese asemănătoare degetelor, se pot îndoi și nu au o orientare clară. La cele mai simple alge, unicelulare, și la unele celule ale plantelor și animalelor superioare, excrescentele membranei interne au formă de tuburi (creste tubulare).
Matricea mitocondrială are o structură omogenă cu granulație fină, adunate într-o bilă (aproximativ 2-3 nm) și uneori sunt detectate granule de aproximativ 15-20 nm; Acum a devenit cunoscut faptul că filamentele matricei mitocondriale sunt molecule de ADN din nucleoidul mitocondrial, iar granulele mici sunt ribozomi mitocondriali.

Funcțiile mitocondriilor

1. Sinteza ATP are loc în mitocondrii (vezi Fosforilarea oxidativă)

PH-ul spațiului intermembranar ~4, pH-ul matricei ~8 | conținut de proteine în m: 67% - matrice, 21% - m-on exterior, 6% - m-on interior și 6% - în masă interstițială
Handrioma– sistemul mitocondrial unificat
m-na externă: porinele-porii permit trecerea de până la 5 kD | membrana internă: cardiolipină – face membrana impermeabilă la ioni |
producție intermitentă: grupuri de enzime fosforilează nucleotidele și zaharurile nucleotidelor
intern m-na:
matrice: enzime metabolice - oxidarea lipidelor, oxidarea carbohidraților, ciclul acidului tricarboxilic, ciclul Krebs
Originea din bacterii: amoeba Pelomyxa palustris nu conține eucariote, trăiește în simbioză cu bacteriile aerobe | propriul ADN | procese asemănătoare bacteriilor

ADN mitocondrial

Diviziunea miocondrială

replicat
în interfaza | replicarea nu este asociată cu faza S | în timpul ciclului CL, mitocii se împart o dată în două, formând o constricție, constricția mai întâi pe partea interioară | ~16,5 kb | circulară, codifică 2 ARNr, 22 ARNt și 13 proteine |
transportul proteinelor: peptida semnal | buclă amfifilă | receptor de recunoaștere mitocondrială |
Fosforilarea oxidativă
Lanț de transport de electroni
ATP sintetaza
în celula hepatică, m trăiesc ~20 de zile, diviziunea mitocondriilor prin formarea unei constricții

16569 bp = 13 proteine, 22 tARN, 2 pARN | membrană exterioară netedă (porine - permeabilitatea proteinelor până la 10 kDa) membrană internă pliată (cristae) matrice (75% proteine: proteine transportoare, proteine, componente ale lanțului respirator și ATP sintaza, cardiolipină) matrice (imbogățită cu substanțe de citrat ciclu) producţie intermitentă

Mitocondriile- Acest organite cu membrană dublă celula eucariotă, a cărei funcție principală este sinteza ATP– o sursă de energie pentru viața celulei.

Numărul de mitocondrii din celule nu este constant, în medie de la câteva unități la câteva mii. Acolo unde procesele de sinteză sunt intense, sunt mai multe. Mărimea mitocondriilor și forma lor variază de asemenea (rotunde, alungite, spiralate, în formă de cupă etc.). Mai des au o formă rotundă, alungită, de până la 1 micrometru în diametru și până la 10 microni în lungime. Ele se pot deplasa în celulă cu fluxul de citoplasmă sau pot rămâne într-o singură poziție. Se mută în locuri în care producția de energie este cea mai necesară.

Trebuie avut în vedere că în celule ATP este sintetizat nu numai în mitocondrii, ci și în citoplasmă în timpul glicolizei. Cu toate acestea, eficiența acestor reacții este scăzută. Particularitatea funcției mitocondriilor este că în ele apar nu numai reacții de oxidare fără oxigen, ci și stadiul de oxigen al metabolismului energetic.

Cu alte cuvinte, funcția mitocondriilor este de a participa activ la respirația celulară, care include multe reacții de oxidare a substanțelor organice, transfer de protoni și electroni de hidrogen, eliberând energia care este acumulată în ATP.

Enzimele mitocondriale

Enzime translocaze Membrana interioară a mitocondriilor efectuează transportul activ de ADP și ATP.

În structura cristei, se disting particulele elementare, constând dintr-un cap, o tulpină și o bază. Pe capete formate din enzimă ATPazele, are loc sinteza ATP. ATPaza asigură cuplarea fosforilării ADP cu reacțiile lanțului respirator.

Componentele lanțului respirator sunt situate la baza particulelor elementare din grosimea membranei.

Matricea conține majoritatea Enzimele din ciclul Krebsși oxidarea acizilor grași.

Ca urmare a activității lanțului respirator de transport electric, ionii de hidrogen intră în el din matrice și sunt eliberați în exteriorul membranei interioare. Acest lucru este realizat de anumite enzime membranare. Diferența de concentrație a ionilor de hidrogen pe diferite părți ale membranei are ca rezultat un gradient de pH.

Energia pentru menținerea gradientului este furnizată de transferul de electroni de-a lungul lanțului respirator. În caz contrar, ionii de hidrogen ar difuza înapoi.

Energia din gradientul de pH este folosită pentru a sintetiza ATP din ADP:

ADP + P = ATP + H 2 O (reacția este reversibilă)

Apa rezultată este îndepărtată enzimatic. Acest lucru, împreună cu alți factori, facilitează reacția de la stânga la dreapta.

Prelegerea nr. 6.

Numar de ore: 2

MITOCONDRII ŞI PLASTIDE

2. Plastide, structură, varietăți, funcții

Mitocondriile și plastidele sunt organite cu membrană dublă ale celulelor eucariote. Mitocondriile se găsesc în toate celulele animale și vegetale. Plastidele sunt caracteristice celulelor vegetale care desfășoară procese fotosintetice. Aceste organite au o structură similară și unele proprietăți comune. Cu toate acestea, în ceea ce privește procesele metabolice de bază, acestea diferă semnificativ unele de altele.

1. Mitocondrii, structură, semnificație funcțională

Caracteristicile generale ale mitocondriilor. Mitocondriile (greacă „mitos” - fir, „condrion” - boabe, granule) sunt organele cu membrană dublă rotunde, ovale sau în formă de tijă, cu un diametru de aproximativ 0,2-1 microni și o lungime de până la 7-10 microni. Aceste organitepot fi detectate folosind microscopia cu lumină deoarece sunt mari și dense. Caracteristicile structurii lor interne pot fi studiate numai cu ajutorul unui microscop electronic.Mitocondriile au fost descoperite în 1894 de R. Altman, care le-a dat numele de „bioblaste”.Termenul „mitocondrie” a fost introdus de K. Benda în 1897. Mitocondriile sunt aproape in toate celulele eucariote. Organismele anaerobe (amibe intestinale etc.) sunt lipsite de mitocondrii. NumărNumărul de mitocondrii dintr-o celulă variază de la 1 la 100 de mii.și depinde de tipul, activitatea funcțională și vârsta celulei. Astfel, în celulele vegetale există mai puține mitocondrii decât în celulele animale; si inmai mult în celulele tinere decât în celulele vechi.Ciclul de viață al mitocondriilor este de câteva zile. Într-o celulă, mitocondriile se acumulează de obicei în apropierea zonelor citoplasmei unde apare nevoia de ATP. De exemplu, în mușchiul cardiac, mitocondriile sunt situate în apropierea miofibrilelor, iar în spermatozoizi formează o înveliș spiralat în jurul axei flagelului.

Structura ultramicroscopică a mitocondriilor. Mitocondriile sunt delimitate de două membrane, fiecare având o grosime de aproximativ 7 nm. Membrana exterioară este separată de membrana interioară printr-un spațiu intermembranar de aproximativ 10-20 nm lățime. Membrana exterioară este netedă, iar cea interioară formează pliuri - cristae (latina „crista” - creastă, excrescență), crescând suprafața acesteia. Numărul de crestae variază în mitocondriile diferitelor celule. Pot fi de la câteva zeci până la câteva sute. Există în special multe criste în mitocondriile celulelor care funcționează activ, cum ar fi celulele musculare. Cristele conțin lanțuri de transfer de electroni și fosforilarea asociată a ADP (fosforilarea oxidativă). Spațiul intern al mitocondriilor este umplut cu o substanță omogenă numită matrice. Cresta mitocondrială de obicei nu blochează complet cavitatea mitocondrială. Prin urmare, matricea este continuă pe tot parcursul. Matricea conține molecule circulare de ADN, ribozomi mitocondriali și depozite de săruri de calciu și magneziu. Sinteza moleculelor de ARN de diferite tipuri are loc pe ADN-ul mitocondrial ribozomii sunt implicați în sinteza unui număr de proteine mitocondriale. Dimensiunea mică a ADN-ului mitocondrial nu permite codificarea sintezei tuturor proteinelor mitocondriale. Prin urmare, sinteza majorității proteinelor mitocondriale este sub control nuclear și are loc în citoplasma celulei. Fără aceste proteine, creșterea și funcționarea mitocondriilor este imposibilă. ADN-ul mitocondrial codifică proteine structurale responsabile pentru integrarea corectă a componentelor funcționale individuale în membranele mitocondriale.

Reproducerea mitocondriilor. Mitocondriile se înmulțesc prin împărțirea prin constrângere sau fragmentare a mitocondriilor mari în altele mai mici. Mitocondriile formate în acest fel pot crește și se pot împărți din nou.

Funcțiile mitocondriilor. Funcția principală a mitocondriilor este de a sintetiza ATP. Acest proces are loc ca urmare a oxidării substraturilor organice și a fosforilării ADP. Prima etapă a acestui proces are loc în citoplasmă în condiții anaerobe. Deoarece substratul principal este glucoza, procesul se numește glicoliza.În această etapă, substratul suferă defalcare enzimatică în acid piruvic cu sinteza simultană a unei cantități mici de ATP. A doua etapă are loc în mitocondrii și necesită prezența oxigenului. În această etapă, are loc oxidarea suplimentară a acidului piruvic cu eliberarea de CO 2 și transferul de electroni către acceptori. Aceste reacții sunt efectuate folosind o serie de enzime din ciclul acidului tricarboxilic, care sunt localizate în matricea mitocondrială. Electronii eliberați în timpul procesului de oxidare în ciclul Krebs sunt transferați în lanțul respirator (lanțul de transport de electroni). În lanțul respirator, se combină cu oxigenul molecular pentru a forma molecule de apă. Ca rezultat, energia este eliberată în porțiuni mici, care este stocată sub formă de ATP. Oxidarea completă a unei molecule de glucoză cu formarea de dioxid de carbon și apă oferă energie pentru reîncărcarea a 38 de molecule de ATP (2 molecule în citoplasmă și 36 în mitocondrii).

Analogi ai mitocondriilor din bacterii. Bacteriile nu au mitocondrii. În schimb, au lanțuri de transport de electroni situate în membrana celulară.

2. Plastide, structură, varietăți, funcții. Problema originii plastidelor

Plastide (din greacă. plastide– crearea, formarea) - Acestea sunt organite cu membrană dublă caracteristice organismelor eucariote fotosintetice.Există trei tipuri principale de plastide: cloroplaste, cromoplaste și leucoplaste. Colecția de plastide dintr-o celulă se numește plastidomul. Plastidele sunt legate între ele printr-o singură origine în ontogeneza din proplastidele celulelor meristematice.Fiecare dintre aceste tipuri, în anumite condiții, se poate transforma unul în altul. La fel ca mitocondriile, plastidele conțin propriile molecule de ADN. Prin urmare, ei sunt, de asemenea, capabili să se reproducă independent de diviziunea celulară.

Cloroplaste(din greaca "cloros"-verde,"plastos"- la modă)- Acestea sunt plastide în care are loc fotosinteza.

Caracteristicile generale ale cloroplastelor. Cloroplastele sunt organite verzi de 5-10 µm lungime și 2-4 µm lățime. Algele verzi au cloroplaste gigantice (cromatofore) care ating o lungime de 50 de microni. La plantele superioare, cloroplastele avea formă biconvexă sau elipsoidală. Numărul de cloroplaste dintr-o celulă poate varia de la unu (unele alge verzi) la o mie (shag). ÎNÎn medie, o celulă de plante superioare conține 15-50 de cloroplaste.De obicei, cloroplastele sunt distribuite uniform în citoplasma celulei, dar uneori sunt grupate lângă nucleu sau membrana celulară. Aparent, acest lucru depinde de influențele externe (intensitatea luminii).

Structura ultramicroscopică a cloroplastelor. Cloroplastele sunt separate de citoplasmă prin două membrane, fiecare având o grosime de aproximativ 7 nm. Între membrane există un spațiu intermembranar cu un diametru de aproximativ 20-30 nm. Membrana exterioară este netedă, cea interioară are o structură pliată. Între pliuri sunt situate tilacoizi, având formă de discuri. Tilacoizii formează stive ca monede numite boabe. Mgrana sunt conectate între ele prin alți tilacoizi ( lamele, fretele). Numărul de tilacoizi dintr-o grană variază de la câțiva la 50 sau mai mult. La rândul său, cloroplastul plantelor superioare conține aproximativ 50 de boabe (40-60), dispuse în șah. Acest aranjament asigură iluminarea maximă a fiecărei fețe. În centrul granei se află clorofila, înconjurată de un strat de proteine; apoi există un strat de lipoide, iarăși proteine și clorofilă. Clorofila are o structură chimică complexă și există în mai multe modificări ( a, b, c, d ). Plantele superioare și algele conțin x ca pigment principallorofila a cu formula C 55 H 72 O 5 N 4 M g . Conține clorofilă ca suplimentar b (plante superioare, alge verzi), clorofilă c (maro și diatomee), clorofilă d (alge roșii).Formarea clorofilei are loc numai în prezența luminii și a fierului, care joacă rolul de catalizator.Matricea de cloroplast este o substanță omogenă incoloră care umple spațiul dintre tilacoizi.Matricea contineenzime din „faza întunecată” a fotosintezei, ADN, ARN, ribozomi.În plus, în matrice are loc depunerea primară a amidonului sub formă de boabe de amidon.

Proprietățile cloroplastelor:

· semiautonomie (au propriul aparat de sinteză a proteinelor, dar cea mai mare parte a informației genetice este localizată în nucleu);

· capacitatea de a se deplasa independent (depărtați de lumina directă a soarelui);

· capacitatea de a se reproduce independent.

Reproducerea cloroplastelor. Cloroplastele se dezvoltă din proplastide, care sunt capabile să se replice prin fisiune. La plantele superioare apare și diviziunea cloroplastelor mature, dar extrem de rar. Pe măsură ce frunzele și tulpinile îmbătrânesc și fructele se coc, cloroplastele își pierd culoarea verde, transformându-se în cromoplaste.

Funcțiile cloroplastelor. Funcția principală a cloroplastelor este fotosinteza. Pe lângă fotosinteză, cloroplastele realizează sinteza ATP din ADP (fosforilare), sinteza lipidelor, amidonului și proteinelor. Cloroplastele sintetizează, de asemenea, enzime care asigură faza ușoară a fotosintezei.

Cromoplastele(din greaca chromatos – culoare, vopsea și „ plastos "- la modă)Acestea sunt plastide colorate. Culoarea lor se datorează prezenței următorilor pigmenți: caroten (galben portocaliu), licopen (roșu) și xantofilă (galben). Cromoplastele sunt deosebit de numeroase în celulele petalelor de flori și ale cojilor de fructe. Majoritatea cromoplastelor se găsesc în fructe și flori și frunze care se estompează. Cromoplastele se pot dezvolta din cloroplaste, care pierd clorofila si acumuleaza carotenoizi. Acest lucru se întâmplă când multe fructe se coc: când sunt umplute cu suc copt, devin galbene, roz sau roșii.Funcția principală a cromoplastelor este de a oferi culoare florilor, fructelor și semințelor.

Spre deosebire de leucoplaste și în special de cloroplaste, membrana interioară a cloroplastelor nu formează tilacoizi (sau formează unii singuri). Cromoplastele sunt rezultatul final al dezvoltării plastidelor (cloroplastele și plastidele se transformă în cromoplaste).

Leucoplaste(din greaca leucos – alb, plastos – modelat, creat). Acestea sunt plastide incolorerotund, ovoid, în formă de fus. Se găsește în părțile subterane ale plantelor, semințelor, epidermei și miezului tulpinii. Mai ales bogat leucoplaste ale tuberculilor de cartofi.Învelișul interior formează câțiva tilacoizi. În lumină, cloroplastele se formează din cloroplaste.Se numesc leucoplaste în care se sintetizează și se acumulează amidonul secundar amiloplaste, uleiuri - eilaloplaste, proteine - proteoplaste. Funcția principală a leucoplastelor este acumularea de nutrienți.

3. Problema originii mitocondriilor și plastidelor. Autonomia relativă

Există două teorii principale despre originea mitocondriilor și a plastidelor. Acestea sunt teoriile filiației directe și ale endosimbiozelor secvențiale. Conform teoriei filiației directe, mitocondriile și plastidele s-au format prin compartimentarea celulei în sine. Eucariotele fotosintetice au evoluat din procariotele fotosintetice. În celulele eucariote autotrofe rezultate, mitocondriile s-au format prin diferențiere intracelulară. Ca urmare a pierderii plastidelor, animalele și ciupercile au evoluat din autotrofe.

Teoria cea mai fundamentată este teoria endosimbiozelor secvenţiale. Conform acestei teorii, apariția unei celule eucariote a trecut prin mai multe etape de simbioză cu alte celule. În prima etapă, celulele precum bacteriile heterotrofe anaerobe au inclus bacterii aerobe cu viață liberă, care s-au transformat în mitocondrii. În paralel cu aceasta, în celula gazdă procariotă genoforul este format într-un nucleu izolat din citoplasmă. În acest fel, a apărut prima celulă eucariotă, care era heterotrofă. Celulele eucariote emergente, prin simbioze repetate, au inclus alge albastru-verzi, ceea ce a dus la apariția unor structuri de tip cloroplast în ele. Astfel, celulele eucariote heterotrofe aveau deja mitocondrii când acestea din urmă au dobândit plastide ca urmare a simbiozei. Ulterior, ca urmare a selecției naturale, mitocondriile și cloroplastele și-au pierdut o parte din materialul genetic și s-au transformat în structuri cu autonomie limitată.

Dovezi pentru teoria endosimbiotică:

1. Asemănarea structurii și proceselor energetice în bacterii și mitocondrii, pe de o parte, și în algele albastru-verzi și cloroplaste, pe de altă parte.

2. Mitocondriile și plastidele au propriile lorun sistem specific de sinteză a proteinelor (ADN, ARN, ribozomi). Specificul acestui sistem constă în autonomia sa și diferența puternică față de cel dintr-o celulă.

3. ADN-ul mitocondriilor și plastidelor estemoleculă ciclică sau liniară mică,care se deosebeşte de ADN-ul nucleului şi în caracteristicile lui se apropie de ADN-ul celulelor procariote.Sinteza ADN-ului mitocondriilor și plastidelor nu estedepinde de sinteza ADN-ului nuclear.

4. Mitocondriile și cloroplastele conțin i-ARN, t-ARN și r-ARN. Ribozomii și ARNr-ul acestor organite diferă puternic de cei din citoplasmă. În special, ribozomii mitocondriilor și cloroplastelor, spre deosebire de ribozomii citoplasmatici, sunt sensibili la antibioticul cloramfenicol, care suprimă sinteza proteinelor în celulele procariote.

5. Creșterea numărului de mitocondrii are loc prin creșterea și divizarea mitocondriilor originale. O creștere a numărului de cloroplaste are loc prin modificări ale proplastidelor, care, la rândul lor, se înmulțesc prin diviziune.

Această teorie explică bine conservarea rămășițelor sistemelor de replicare în mitocondrii și plastide și ne permite să construim o filogenie consistentă de la procariote la eucariote.

Autonomia relativă a cloroplastelor și plastidelor. În unele privințe, mitocondriile și cloroplastele se comportă ca organisme autonome. De exemplu, aceste structuri sunt formate numai din mitocondriile și cloroplastele originale. Acest lucru a fost demonstrat în experimente pe celule de plante, în care formarea de cloroplaste a fost suprimată de antibioticul streptomicina, și pe celulele de drojdie, unde formarea mitocondriilor a fost suprimată de alte medicamente. După astfel de efecte, celulele nu au restaurat niciodată organelele lipsă. Motivul este că mitocondriile și cloroplastele conțin o anumită cantitate din propriul lor material genetic (ADN) care codifică o parte din structura lor. Dacă acest ADN se pierde, ceea ce se întâmplă atunci când formarea de organele este suprimată, atunci structura nu poate fi recreată. Ambele tipuri de organite au propriul sistem de sinteză a proteinelor (ribozomi și ARN-uri de transfer), care este oarecum diferit de sistemul principal de sinteză a proteinelor din celule; se știe, de exemplu, că sistemul de sinteză a proteinelor al organelelor poate fi suprimat cu ajutorul antibioticelor, în timp ce acestea nu au niciun efect asupra sistemului principal. ADN-ul organic este responsabil pentru cea mai mare parte a moștenirii extracromozomiale sau citoplasmatice. Ereditatea extracromozomială nu respectă legile mendeliane, deoarece atunci când o celulă se divide, ADN-ul organelelor este transmis celulelor fiice într-un mod diferit decât cromozomii. Studiul mutațiilor care apar în ADN-ul de organele și ADN-ul cromozomial a arătat că ADN-ul de organele este responsabil doar pentru o mică parte a structurii organitelor; majoritatea proteinelor lor sunt codificate în gene situate pe cromozomi. Autonomia relativă a mitocondriilor și plastidelor este considerată una dintre dovezile originii lor simbiotice.