Đang tải... (xem toàn văn)
Các tế bào nhân thực tiến hóa từ tế bào nhân sơ tổ tiên, nhờ sự chuyển hóa của màng bên trong tế bào. Tất cả các bào quan có màng trong tế bào nhân thực (nhân, ti thể và lục lạp) đều khởi đầu bởi sự gấp nếp của màng nguyên sinh chất. Đầu tiên cấu trúc màng nguyên thủy gấp nếp tạo thành lớp bao phủ (coating) có thể tách rời được, chúng sẽ bao lấy các hạt trong cytoplasm. Các lớp bao này là tiền thân sự tiến hóa của nhân và hình thành cấu trúc màng đôi bao lấy nhân
1 Chuyên đề: SỰ HÌNH THÀNH TẾ BÀO NHÂN THỰC VÀ THUYẾT NỘI CỘNG SINH Lưu Hồng Minh – GV Trường Chuyên Huỳnh Mẫn Đạt – Kiên Giang Trong nhiều năm, nhà sinh học nhiều công sức nghiên cứu, tế bào phức hợp tế bào nhân thực hình thành nào? Trên thực tế có hai thuyết đưa để giải thích tiến hóa tế bào nhân sơ ( eukaryote ): I/.Thuyết thứ nhất: Các tế bào nhân thực tiến hóa từ tế bào nhân sơ tổ tiên, nhờ chuyển hóa màng bên tế bào Tất bào quan có màng tế bào nhân thực (nhân, ti thể lục lạp) khởi đầu gấp nếp màng nguyên sinh chất - Đầu tiên cấu trúc màng nguyên thủy gấp nếp tạo thành lớp bao phủ (coating) tách rời được, chúng bao lấy hạt cytoplasm - Các lớp bao tiền thân tiến hóa nhân hình thành cấu trúc màng đôi bao lấy nhân Hình gấp nếp màng nguyên sinh chất hình thành bào quan II/.Thuyết thứ hai: Thuyết nội cộng sinh Một giải thích hợp lý thuyết nội cộng sinh Thuyết cho tế bào nhân thực xuất tế bào nhân sơ lớn nhấn chìm tế bào vi khuẩn nhỏ hơn, vi khuẩn bắt đầu sống sinh sản bên tế bào tế bào nhân sơ, chúng bị tiêu diệt Khi vi khuẩn nhỏ giữ cố định tế bào nhân sơ lớn, chúng bắt đầu thực chức chuyên biệt tế bào nhân sơ lớn, tổng hợp thức ăn sử dụng oxygen, điều giúp nâng caokhả sống sót tồn tế bào Theo thời gian, vi khuẩn nhỏ tiến hóa thành thực thể bên có chức riêng biệt mối quan hệ bắt đầu trở nên buộc Đầu tiên quan điểm nội cộng sinh (endosymbiosis) gây vài tranh luận, nhiên, biết quần hợp (association) phổ biến giới vi khuẩn Hàng trăm nguyên sinh động vật (Protozoa) phát hang sống vi khuẩn Trong vài trường hợp cộng sinh tạm thời không bắt buộc, thành viên Euplotes bao gồm tảo vi khuẩn mà chúng cần để tồn Nhà sinh học chịu trách nhiệm cho việc chấp nhận thuyết cộng sinh tiến sĩ Lynn Margulis Bằng cách sử dụng kỹ thuật phân tử đại, Bà thu thập chứng thuyết phục mối quan hệ bào quan tế bào Eucaryote đại cấu trúc vi khuẩn Theo cách khác, ti thể tê bào nhân thực (Eucaryote ) vi khuẩn nhỏ tế bào, có khả phân chia độc lập, bao gồm nhiếm sắc thể vòng với chuỗi ADN vi khuẩn có ribôxôm tế bào nhân sơ ( Procaryote ) Ty thể có cấu trúc màng giống màng vi khuẩn bị ức chế chất mà ảnh hưởng tới vi khuẩn Nguồn gốc hợp lí lục lạp nội cộng sinh vi khuẩn lam theo chế “ nuốt” tế bào chủ Bằng chứng cho thấy sinh vật nguyên sinh có roi đại chứa lục lạp chuyên biệt với diệp lục tố thylakoid vi khuẩn lam (Cyanobacterium).Tiến sĩ Marguil đưa chứng thuyết phục roi lông mao tế bào nhân sơ (Eukaryote) bắt nguồn từ nội cộng sinh vi khuẩn dạng xoắn màng tế bào tế bào nhân sơ (Eukaryote) trước Hình Những lông mịn đại Hình ảnh cho thấy trình tự kiện Một tế bào cổ kích thước lớn với bao linh động nhận chìm vi khuẩn nhỏ, vi khuẩn tía cận đại Vi khuẩn cổ đóng góp ribôxôm tế bào chất số đặc tính liên quan đến trình tổng hợp protein Sự xếp nếp màng bao bọc quanh nhiễm sắc thể dẫn đến hình thành màng nhân Về phần này, tế bào vi khuẩn tạo mối quan hệ biến dưỡng với vi khuẩn cổ, sử dụng phân tử lượng vi khuẩn cổ nhờ sụ hô hấp hiếu khí Sự tiến hóa trình tồn chung trì hai kiểu tế bào tạo tế bào thực chức tế bào nhân thực (Eukaryote ) với bào quan Sự kiện thuận lợi cho việc giải thích mối quan hệ giới sinh vật Ngày nay, nhiều người tin nhân bào quan nội màng (mạng nộichất, dicytosom, lysosom, không bào) có nguồn gốc từ tự biến đồi tế bào chủ, ti thể lục lạp có nguồn gốc nội cộng sinh Hình Sự tiến hóa bào quan III/ Bằng chứng thuyết nội cộng sinh Nhà Sinh học Lynn Margulis phát trường hợp nội cộng sinh vào năm 1960, nhiều năm nhà sinh học khác hoài nghi Mặc dù Jeon quan sát thấy amip bị gây nhiễm vi khuẩn x, sau ti ến triển phụ thuộc chúng, tỉ năm trước ghi quan sát thấy kiện nội cộng sinh Tại không nghĩ ti thể sinh vật sống độc lập? Đã có nhiều chứng chứng minh cho ý kiến Cấu trúc ti thể, lạp thể tương tự vi khuẩn Màng ti thể, lạp thể có hệ thống enzym vận chuyển điện tử màng vi khuẩn Ti thể, lạp thể nhân đôi tương tự trực phân vi khuẩn Ti thể, lạp thể có ADN vòng giống tế bào nhân sơ (prokaryot ) Riboxom ti thể có độ lắng 70S (giống vi khuẩn) Cơ chế hoạt động tổng hợp protein ti thể có nhiều đặc điểm giống với vi khuẩn hiếu khí Một số kháng sinh kìm hãm sinh trưởng tế bào nhân sơ cản trở tổng hợp protein ribosome ti thể lạp thể không cản trở tổng hợp protein ribosome tế bào chất Kháng sinh ngăn cản tổng hợp protein tế bào chất không ảnh hưởng tổng hợp protein bào quan Hình ADN vi khuẩn nguồn gốc ADN ti thể ngày Khi quan sát theo cách này, ti thể thật giống vi khuẩn nhỏ sống bên tế bào nhân thực! Dựa nhiều thập niên tích lũy chứng, tổ chức khoa học cho ý kiến Margulis: Nội cộng sinh lý giải tốt cho tiến hóa tế bào nhân thực.Thêm nữa, chứng nội cộng sinh không phù hợp ti thể, mà quan khác tế bào Lục lạp giống nhà máy xanh, nhỏ bên tế bào thực vật giúp chuyển đổi lượng ánh sáng mặt trời thành đường, chúng có nhiều điểm tương đồng với ti thể Bằng chứng cho quan lục lạp tế bào dạng vi khuẩn sống độc lập Hình 4:Paramecium bursaria Sự kiện nội cộng sinh phát từ ti thể hẳn xảy từ giai đoạn đầu lịch sử tế bào nhân thực, tế bào nhân thực có ti thể Sau đó, Một kiện tương tự làm lục lạp vào tế bào nhân thực, tạo giới thực vật Nhiều chứng cho thấy muộn lịch sử sinh vật nhân thực, dòng sinh vật nhân thực dị dưỡng có nội cộng sinh với vi khuẩn lam quang hợp làm xuất lạp thể dược thể hình 5, dòng mang lạp thể cuối hình thành tảo đỏ tảo lục giả thuyết chứng minh ADN gen lạp thể tảo đỏ tảo lục giống với ADN vi khuẩn lam Hơn thế, lạp thể tảo đỏ tảo lục có hai màng bao quanh tương ứng với màng màng thể nội cộng sinh gram âm Trong số trường hợp tiến hóa sinh vật nhân thực, tảo đỏ tảo lục qua lần nội cộng sinh bậc hai: chúng bị nuốt vào không bào tiêu hóa sinh vật nhân thực dị dưỡng chúng trở thành thể nội cộng sinh Hình 5: Đa dạng lạp thể nội cộng sinh bậc hai Nghiên cứu sinh vật nhân thực có lạp thể cho thấy tất lạp thể bắt nguồn từ vi khuẩn lam gram âm bị sinh vật nhân thực dị dưỡng tổ tiên nuốt ( nội cộng sinh bậc một) tổ tiên phân hóa thành tảo đỏ tảo lục, số chúng lại bị sinh vật nhân thực khác nuốt ( nội cộng sinh bậc hai ) Tài liệu tham khảo: - Từ nguồn Internet Tài liệu Sinh Học tác giả Campbell Jane Reece ... lịch sử tế bào nhân thực, tế bào nhân thực có ti thể Sau đó, Một kiện tương tự làm lục lạp vào tế bào nhân thực, tạo giới thực vật Nhiều chứng cho thấy muộn lịch sử sinh vật nhân thực, dòng sinh. .. tế bào tạo tế bào thực chức tế bào nhân thực (Eukaryote ) với bào quan Sự kiện thuận lợi cho việc giải thích mối quan hệ giới sinh vật Ngày nay, nhiều người tin nhân bào quan nội màng (mạng nộichất,... Margulis: Nội cộng sinh lý giải tốt cho tiến hóa tế bào nhân thực. Thêm nữa, chứng nội cộng sinh không phù hợp ti thể, mà quan khác tế bào Lục lạp giống nhà máy xanh, nhỏ bên tế bào thực vật giúp