NộI Dung
Khoảng 1,5 tỷ năm trước, vi khuẩn nguyên thủy cư trú bên trong các tế bào lớn hơn, dẫn đến một mối quan hệ mật thiết sẽ hun đúc sự tiến hóa của những sinh vật đa bào phức tạp hơn. Tế bào lớn hơn là sinh vật nhân chuẩn, có nghĩa là nó chứa các bào quan - cấu trúc được bao quanh bởi màng, nhưng tế bào vi khuẩn prokaryotic không có sự sắp xếp như vậy. Các tế bào lớn hơn sợ oxy, một chất độc cho sự tồn tại của chúng, nhưng các tế bào nhỏ hơn đã sử dụng oxy để tạo ra năng lượng dưới dạng phân tử adenosine triphosphate, hoặc ATP. Tế bào nhân chuẩn bao bọc vi khuẩn theo kiểu săn mồi, nhưng bằng cách nào đó, kẻ săn mồi không tiêu hóa được con mồi. Động vật ăn thịt và con mồi trở nên phụ thuộc lẫn nhau. Cựu nhà sinh vật học của Đại học Boston Lynn Margulis đã trích dẫn kịch bản nội sinh học này trong lý thuyết về nguồn gốc của ty thể, nhà máy sản xuất năng lượng của tế bào và lý do cho sự tương đồng của chúng với tế bào vi khuẩn.
Kích thước và hình dạng
Chỉ dựa vào ngoại hình, các nhà khoa học có thể rút ra mối quan hệ giữa ty thể và vi khuẩn. Ty thể có hình dạng đầy đặn, giống như sứa, tương tự như vi khuẩn trực khuẩn hình que. Các trực khuẩn trung bình có chiều dài từ 1 đến 10 micron và ty thể của cả tế bào thực vật và động vật đo trong cùng một phạm vi. Những quan sát hời hợt này tạo thành một dòng bằng chứng ủng hộ lý thuyết rằng các tế bào nhân chuẩn nguyên thủy đã nhấn chìm các tế bào vi khuẩn, hình thành các mối quan hệ cùng có lợi.
Phương pháp phân chia
Vi khuẩn sinh sản trong một quá trình gọi là phân hạch; khi một vi khuẩn đạt đến kích thước được xác định trước, nó sẽ tự nhéo vào giữa, tạo ra hai sinh vật. Trong các tế bào nhân chuẩn, ty thể tự nhân đôi trong một quá trình tương tự. Trung tâm chỉ huy tế bào, hay nhân, báo hiệu cho tế bào sản xuất các bào quan, thường là trước một sự kiện phân chia tế bào; tuy nhiên, chỉ có ty thể - và lục lạp của thực vật - tự nhân đôi. Trong khi các bào quan khác có thể được tạo ra từ các chất trong tế bào, ty thể và lục lạp phải phân chia để tăng số lượng của chúng. Khi nguồn cung cấp năng lượng dưới dạng ATP bị cạn kiệt, ty thể sẽ phân chia để tạo ra nhiều ty thể hơn để sản xuất năng lượng.
Màng lọc
Ty thể có màng trong và ngoài, với màng trong bao gồm các nếp gấp gọi là cristae. Màng tế bào vi khuẩn có nếp gấp gọi là mesosome giống với cristae. Sản xuất năng lượng diễn ra tại các nếp gấp này. Màng ty thể bên trong chứa các loại protein và chất béo tương tự như màng plasma của vi khuẩn. Màng ngoài ty thể và thành tế bào của vi khuẩn cũng chứa các cấu trúc tương tự.Các chất chảy khá tự do vào và ra khỏi màng ngoài của ty thể và thành tế bào bên ngoài của vi khuẩn; tuy nhiên, cả màng trong của ty thể và màng plasma của vi khuẩn đều hạn chế sự xâm nhập của nhiều chất.
Loại DNA
Cả tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn đều sử dụng DNA để mang mã để tạo ra protein. Trong khi các tế bào nhân chuẩn mang DNA sợi đôi ở dạng thang xoắn gọi là xoắn, thì tế bào vi khuẩn có DNA của chúng trong các vòng tròn gọi là plasmid. Ty thể cũng mang DNA của chính họ để tạo ra protein của riêng họ, độc lập với phần còn lại của tế bào; Giống như vi khuẩn, ty thể cũng kết hợp DNA của chúng vào các vòng. Một ty thể trung bình chứa từ hai đến 10 trong số các plasmid này. Các cấu trúc này chứa thông tin cần thiết để chạy tất cả các quy trình, bao gồm cả sao chép, trong ty thể hoặc vi khuẩn.
Ribosome và tổng hợp protein
Protein thực hiện tất cả các chức năng trong tế bào và sản xuất protein, hoặc tổng hợp protein, tạo thành một trong những chức năng chính của tế bào. Tất cả sự tổng hợp protein chỉ xảy ra trong các cấu trúc hình cầu gọi là ribosome, nằm rải rác trong tế bào. Ty thể mang các ribosome của riêng họ để tạo ra protein mà họ cần. Các phân tích kính hiển vi và hóa học cho thấy cấu trúc của các ribosome ty thể có vẻ giống với ribosome của vi khuẩn hơn là các ribosome của các tế bào nhân chuẩn. Ngoài ra, một số loại kháng sinh, trong khi vô hại đối với các tế bào nhân chuẩn, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein ở cả ty thể và vi khuẩn, cho thấy cơ chế tổng hợp protein trong ty thể tương tự như vi khuẩn chứ không phải tế bào nhân chuẩn.