세포내 공생설인 내부공생설은 어떤 증거가 있나요?
안녕하세요? 생물을 이루는 세포는 생각보다 복잡한 구조로 되어있는데요~ 미토콘드리아나 엽록체 같은 세포 내 구조가 독립적인 세포였는데 다른세포 안으로 잡혀들어가 세포안에 공생하게 되면서 결국 하나의 세포 내 구조로 자리잡게 되었는게 내부공생설이잖아요~ 이 가설을 뒷받침 해줄 증거는 무엇이 있나요?
안녕하세요.
내부공생설은 미토콘드리아와 엽록체가 고대의 자유 생활 세균이 초기 진핵 세포에 의해 포획되어 결국 오늘날의 세포 내 오르가넬로 통합되었다고 주장합니다. 이 가설은 주로 린 마굴리스에 의해 1960년대에 강력하게 제시되었으며, 생물학적 증거를 통해 폭넓게 수용되고 있습니다.
그 증거로 대표적인 것은 미토콘드리아와 엽록체는 자신의 DNA를 보유하고 있으며, 이 DNA는 순환형이고 세균의 DNA와 유사한 특성을 나타냅니다. 이 DNA는 또한 핵 DNA와는 다른 코딩 시퀀스와 유전적 배열을 지니고 있어, 이들 오르가넬이 세균으로부터 유래했다는 강력한 유전적 증거를 제공합니다. 또한, 미토콘드리아와 엽록체는 특정 항생제에 대한 감수성을 보입니다. 이 항생제들은 일반적으로 세균을 타겟으로 하며, 이는 이 오르가넬들이 세균적 기원을 가졌다는 생화학적 증거를 지원합니다.안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
미토콘드리아와 엽록체는 원래는 독립적인 세포였지만 다른 세포에게 먹힌 후 소화되지 않고 서로 공생하기 시작해 세포소기관으로 정착한 것으로 보고 있습니다. 여기에는 여러가지 증거가 있습니다.
우선 미토콘드리아와 엽록체는 세포가 가진 유전자외에 독립적인 자신들의 유전자를 가지고 있습니다.
이로인해 세포의 분열과 상관 없이 미토콘드리아와 엽록체는 독립적으로 분열하여 수를 늘릴 수 있습니다.
또한 미토콘드리아와 엽록체는 다른 세포소기관과 다르게 두개의 막으으로 둘러싸인 구조를 가집니다.
이것은 세포가 다른 물질을 섭식할 때 소포체의 형태로 감싸며 섭식하기 때문에 생긴 구조로 추측되는데,
소포체로 감쌀 때 생긴막과, 미토콘드리아나 엽록체의 기원인 세포가 원래 가진 하나의 막이 두겹의 막을 가지게 된 이유로 생각되고 있습니다.
안녕하세요. '세포내공생설'이란 서로 다른 원핵생물들이 다른 세포의 원형질 안에 살면서 공생관계를 유지하는 것으로 이 과정에서 진핵생물이 형성되었다는 가설인데요, 이를 뒷받침하는 증거로는 우선 엽록체와 미토콘드리아가 진핵세포와는 다르게 독립적인 DNA를 가지고 있을 뿐 만 아니라, 그 형태가 환형이라는 점, 다른 세포소기관과는 달리 이중막을 가진 다는 점이 있습니다.
안녕하세요. 김경태 전문가입니다.
내부공생설을 뒷받침하는 주요 증거 중 하나는 미토콘드리아와 엽록체의 구조와 기능입니다. 미토콘드리아는 에너지 생산에 관여하고, 엽록체는 광합성에 관여합니다. 이 두 구조는 세포의 생존에 핵심적인 역할을 수행하며, 독립적으로는 살아남기 어려운 기능을 가지고 있습니다.
또한, 미토콘드리아와 엽록체는 세포 외부에 있는 DNA를 가지고 있습니다. 이 DNA는 독립적인 유전자를 가지고 있어서, 직접적으로 세포의 기능과 특성에 영향을 미칩니다. 이러한 유전자의 존재는 미토콘드리아와 엽록체가 독립적인 생물체였을 때의 유전적 정보를 나타내는 것으로 해석될 수 있습니다.
세포내 공생설은 미토콘드리아와 엽록체가 각각 독립적인 세균이었던 과거를 가지고 있으며, 진핵세포에 들어와 공생하면서 현재의 세포 소기관이 되었다는 이론입니다.
이러한 주장을 뒷받침하는 다양한 증거들이 존재합니다.
1. 유전체 분석 : 미토콘드리아와 엽록체는 세포핵 DNA와는 별개로 독자적인 DNA를 가지고 있습니다. 이는 과거 독립적인 생명체였음을 시사합니다. 또한 미토콘드리아와 엽록체의 유전체는 세균의 유전체와 매우 유사하며, 특히 호기성 세균과 남조류의 유전체와의 상동성이 높습니다.
2. 구조적 특징 : 미토콘드리아와 엽록체는 모두 이중막 구조를 가지고 있는데, 이는 세포막에 둘러싸인 세균이 다른 세포에 흡수되면서 형성된 것으로 해석됩니다. 그리고 미토콘드리아와 엽록체 내부에는 세균의 리보솜과 유사한 리보솜이 존재하며 미토콘드리아와 엽록체는 세포분열과는 독립적으로 이분법과 같은 세균의 분열 방식으로 증식합니다.
3. 생화학적 특징 : 미토콘드리아와 엽록체는 세포핵의 유전 정보에 의존하지 않고, 독자적인 단백질 합성 시스템을 가지고 있습니다. 또한 미토콘드리아의 내막에는 세균과 유사한 전자전달계가 존재하여 ATP를 생산합니다.
4. 발생학적 증거 : 일부 단세포 생물에서 미토콘드리아와 엽록체가 세포 내로 유입되는 과정이 관찰되기도 합니다.
5. 항생제 민감성 : 세균과의 공통점: 미토콘드리아와 엽록체는 일부 항생제에 대해 세균과 유사한 민감성을 보입니다.
6. 화석 증거 : 원핵세포와 진핵세포의 출현 시기: 화석 기록을 통해 원핵세포가 진핵세포보다 먼저 출현했음을 알 수 있으며, 이는 세포내 공생설을 지지하는 간접적인 증거입니다.
결론적으로 세포내 공생설은 다양한 분야의 연구 결과를 통해 가장 높은 지지를 받고 있죠. 즉, 미토콘드리아와 엽록체가 한때 독립적인 생명체였으며, 진핵세포와의 공생 관계를 통해 현대의 복잡한 생명체가 진화했을 가능성이 매우 높습니다.
안녕하세요. 홍성택 전문가입니다.
내부공생설은 미토콘드리아나 엽록체와 같은 세포 소기관이 원래 독립적인 세포였으나 다른 세포 내에 흡수되어 공생하게 된 것이라는 가설입니다. 이 가설을 뒷받침하는 증거로는 미토콘드리아와 엽록체가 단일 세포 생물체인 고세포생물체와 유사한 구조를 가지고 있다는 유전자 및 분자학적 증거, 미토콘드리아와 엽록체가 독립적으로 분열하는 능력을 가지고 있다는 실험적 증거 등이 있습니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
세포내 공생설의 증거로는 가장 유명한것으로 미토콘드리아와 엽록체가 있습니다.
미토콘드리아는 동물세포안에서 세포가 일을하는데 에너지를 내기위한 재료인 ATP를 생산하기 위해 포도당을 분해하는 해당작용을 일으키는 세포 내 소기관인데, 세포안에서 물질대사를 담당하면서도, 내부에 pH가 매우 낮은 특징때문에 세포 내로 들어오는 침입자나 위험물질을 녹여서 없애는 역할을 하기도 합니다.
엽록체는 식물세포 안에서 광합성작용을하여 포도당을 만들어내게 하는 세포내소기관으로, 햇빛안의 가시광선 중 푸른색과 붉은색 영역의 빛 에너지를 이용하여 물과 이산화탄소를 합성해냅니다.
사실 이러한 작용은 진화학적으로 미토콘드리아와 엽록체가 원시 진핵세포 내로 들어오면서 시작된것으로 알려져있고, 이는 유전정보를 통해 추정되고 있습니다. 우선, 미토콘드리아나 엽록체의 경우 기존 진핵세포가 가지고 있던 핵안의 유전정보와는 다르게 자신만의 유전정보를 지니고 있습니다. 그리고 세포분열할때 자신도 함께 분열되며 이 자신만의 유전정보를 계속해서 후대에 전달합니다.
즉, 미토콘드리아나 엽록체는 독자적인 유전자정보를 세포공생이 시작되기전부터 가지고있었고, 이것을 세포내로 가지고 들어와서도 계속해서 자신의 유전정보를 후대에 남기며 독립성을 증명해왔다는 것입니다.
이러한 작용들이 세포공생설의 증거가되고 미토콘드리아나 엽록체의 존재자체가 증거가 될 수 있습니다.
내부공생설을 뒷받침하는 증거는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 미토콘드리아와 엽록체는 자체적인 DNA를 가지고 있으며, 이 DNA는 원핵생물과 유사한 원형 구조입니다. 둘째, 미토콘드리아와 엽록체의 이중막 구조는 이들이 과거에 독립적인 세포였음을 시사합니다. 셋째, 이들 소기관은 독립적으로 분열하여 증식하며, 이는 세포 내에서 일반적인 소기관 분열 방식과 다릅니다. 넷째, 미토콘드리아와 엽록체의 단백질 합성 기구가 원핵생물과 유사한 점도 내부공생설을 지지하는 증거입니다. 이러한 증거들은 미토콘드리아와 엽록체가 원래는 독립적인 원핵생물이었으나, 다른 세포와 공생하게 되면서 현재의 세포 내 소기관으로 자리 잡게 되었다는 이론을 강력히 뒷받침합니다.