এন্ডোসিম্বিয়োটিক তত্ত্ব: ইতিহাস, এটি কী প্রস্তাব করে, উদাহরণ - জীববিদ্যা - 2025

এন্ডোসিম্বায়োটিক থিওরি oendosymbiosis (ইন্দো, মধ্যে এবং অন্যোন্যজীবিত্ব, একসঙ্গে বসবাস) পৈতৃক প্রোক্যারিওট মধ্যে মিথোজীবী সম্পর্ক থেকে ইউক্যারিয়োটস উপস্থিত বিভিন্ন অরগানেলসের উৎপত্তি উত্থাপন।

এই সম্পর্কের ক্ষেত্রে, একটি প্রিকারিওট একটি বৃহত্তর দ্বারা গ্রাস করা হয়েছিল। অবশেষে, ক্ষুদ্রতম জীব হজম হয় নি, তবে বেঁচে গিয়েছিল এবং এর হোস্টের সাইটোপ্লাজমে অন্তর্ভুক্ত হয়েছিল।

এন্ডোসিম্বিয়োটিক তত্ত্ব ক্লোরোপ্লাস্টের মতো ইউকারিয়োটিক অর্গানেলসের উত্স ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করে। সূত্র: pixabay.com

বিবর্তনীয় ধারাবাহিকতা ঘটতে উভয় প্রাণীর একই রকম প্রতিলিপি সময় থাকতে হয়েছিল। একটি সিঙ্ক্রোনাইজড বিভাগের পরিণতি হ'ল হোস্টের বংশের মধ্যে সিম্বিওটিক জীব ছিল।

সুতরাং, এটি পরামর্শ দেওয়া হয় যে ক্লোরোপ্লাস্টগুলি হিটারোট্রফিক জীব এবং একটি সায়ানোব্যাকটেরিয়ামের মধ্যে একটি এন্ডোসিম্বিওসিসের ফলাফল যা সময়ের সাথে সাথে প্লাস্টিডে পরিণত হয়। একইভাবে, এটি অনুমান করা হয় যে মিতোকন্ড্রিয়ায় তাদের বিবর্তনীয় উত্স আলফা-প্রোটোব্যাকটেরিয়ার গ্রুপে রয়েছে।

যদিও এই ধারণাগুলি 19 শতকের বিভিন্ন বিজ্ঞানীর মনে তৈরি হতে শুরু করেছিল, তবে লিন মার্গুলিস 1960-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে এগুলি যথাযথভাবে গ্রহণ, সংশোধন এবং টেকসই করেছিলেন।

এই তত্ত্বের কিছু প্রমাণ হ'ল অর্গানেলস এবং ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে আকার, জিনোমের সংগঠন, রাইবোসোমগুলির কাঠামো এবং আণবিক হোমোলজির মধ্যে মিল রয়েছে।

ইতিহাস

1900-1920: মেরেস্কোভস্কি, পোর্টিয়ার এবং ওয়ালিয়েনের অবদান

বেশিরভাগ জীববিজ্ঞানের ক্ষেত্রে, এন্ডোসাইম্বিয়োটিক তত্ত্বটি তাত্ক্ষণিকভাবে লিন মার্গুলিসের সাথে যুক্ত হয়। তবে, মার্গুলিসের আগে বেশ কয়েকটি বিজ্ঞানী ইউকারিয়োটিক অর্গানেলসের উত্স ব্যাখ্যা করার জন্য ইনসিপিয়েন্ট হাইপোথিসিসের প্রস্তাব করেছিলেন।

এন্ডোস্যাম্বিয়োটিক তত্ত্ব সম্পর্কিত প্রথম ধারণাগুলি রাশিয়ান উদ্ভিদবিদ কনস্ট্যান্টিন মেরেস্কোভস্কির কাছে দায়ী, যিনি ১৯০৫ সালে প্লাস্টিড (উদ্ভিদের অর্গানেলস যা ক্লোরোপ্লাস্ট, ক্রোমোপ্লাস্টস, অ্যামাইলোপ্লাস্টস অন্তর্ভুক্ত)গুলির বর্ণনা দিয়েছিলেন।

এই লেখকের পদ্ধতির মূলত "হ্রাস" সায়ানোব্যাকটিরিয়া এবং একটি হোস্টের মধ্যে একটি সিম্বিওটিক ইভেন্ট থাকে। যদিও বিজ্ঞানী মেরেস্কোভস্কির চিন্তাধারা সেই সময়ের জন্য উদ্ভাবনীয় ছিল, তবে এটি অন্যান্য ইউক্যারিওটিক অর্গানেলসের উত্স সম্পর্কে কোনও ব্যাখ্যা দেয়নি।

1918 সালে, ফরাসি জীববিজ্ঞানী পল পোর্টিয়ার ব্যাকটিরিয়া এবং মাইটোকন্ড্রিয়ার মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সাদৃশ্য লক্ষ্য করেছিলেন। যদিও ধারণাগুলি সঠিক পথে ছিল, লেখক কোষের বাইরে মাইটোকন্ড্রিয়া সংস্কৃতি দেওয়ার প্রস্তাব করেছিলেন, এমন একটি পদ্ধতি যা তার সহকর্মীরা প্রত্যাখ্যান করেছিলেন।

1920-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে, মাইটোকন্ড্রিয়াটির উত্থানটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের স্থানীয় জীববিজ্ঞানী ইভান ওয়ালিন দ্বারা প্রসারিত হয়েছিল, যিনি নিশ্চিত হয়েছিলেন যে এই অর্গানেলগুলি প্রোকারিয়োটিক জীবের বংশধর ছিল।

দুর্ভাগ্যক্রমে, ওয়ালিন প্রস্তাবিত রূপান্তরটির জন্য একটি প্রশংসনীয় ব্যবস্থা খুঁজে পেলেন না, তাই এন্ডোসেম্বিয়োটিক তত্ত্বটি কয়েক বছরের জন্য ভুলে গিয়েছিল।

1960: লিন মার্গুলিসের অবদান

লিন মার্গুলিস নামে বোস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের এক তরুণ গবেষক সাইটোলজিকাল, বায়োকেমিক্যাল এবং প্যালেওন্টোলজিকাল প্রমাণের ভিত্তিতে এন্ডোসাইমিবায়োটিক তত্ত্বটি বেশ দৃust়তার সাথে প্রস্তাব করেছিলেন 1960 এর দশকের আগ পর্যন্ত নয়।

আজ, এন্ডোস্যাম্বিয়োটিক তত্ত্বটি স্বাভাবিকতার সাথে গ্রহণ করা হয় তবে মার্গুলিসের সময়ে তার ধারণাগুলি চিহ্নিত সংশয়বাদ হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল - যা 15 টিরও বেশি বৈজ্ঞানিক জার্নাল দ্বারা তাঁর কাজ প্রত্যাখ্যানের কারণ হয়েছিল।

এন্ডোসাম্বিয়োটিক তত্ত্বটি কী প্রস্তাব করে?

প্রথম প্রোকারিয়োটিক কোষের উত্স 3.5 মিলিয়ন বছরেরও বেশি সময় ধরে রয়েছে এবং প্রায় 1.5 মিলিয়ন অতিরিক্ত বছর এটি এভাবেই থেকে যায়। এই সময়কালের পরে, ধারণা করা হয় যে প্রথম ইউক্যারিওটিক কোষগুলি উপস্থিত হয়েছিল, তাদের জটিলতা, নিউক্লিয়াস এবং অর্গানেলসের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত হয়েছিল।

জীববিজ্ঞানের মধ্যে, সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলির মধ্যে একটি হল ইউক্যারিওটিক কোষের উদ্ভব এবং বিবর্তন এবং এটি ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করা একটি তত্ত্ব হ'ল এন্ডোসাইম্বিয়োটিক তত্ত্ব।

এটি পূর্বপুরুষ প্র্যাকেরিয়োটিক জীবগুলির মধ্যে সিম্বিওসিস ইভেন্টগুলি থেকে অর্গানেলগুলির উত্থানের প্রস্তাব করে, যা সময়ের সাথে সাথে সংহত হয়েছিল এবং জড়িত জীবকে হ্রাস পেয়েছিল এবং বৃহত্তমের একটি সাইটোপ্লাজমিক উপাদান হয়ে ওঠে।

এন্ডোসাইম্বিয়োটিক তত্ত্বের পরিণতিগুলির মধ্যে একটি হ'ল নতুন "অর্গানেল" থেকে হোস্টের পারমাণবিক জিনোমে সিম্বিওটিক অ্যাসোসিয়েশনের সাথে জড়িত প্রোকারিয়োটিক জীবগুলির মধ্যে জিনগুলির অনুভূমিক স্থানান্তর।

প্রমান

নীচে আমরা এন্ডোসাইমিবায়োটিক তত্ত্বকে সমর্থন করে এমন একাধিক সাধারণ প্রমাণ উপস্থাপন করব:

আয়তন

ইউক্যারিওটিক অর্গানেলসের আকার (এটি ক্লোরোপ্লাস্ট বা মাইটোকন্ড্রিয়া নামে ডাকে) আধুনিক ব্যাকটিরিয়া জীবগুলির সাথে বেশ মিল।

রিবোসোমস

ইউক্যারিওটিক এবং প্র্যাকারিওটিক বংশের মধ্যে অন্যতম প্রশংসিত পার্থক্য বড় এবং ছোট সাবুনিটগুলির আকারে থাকে যা রাইবোসোমগুলি তৈরি করে - প্রোটিন সংশ্লেষণে জড়িত স্ট্রাকচারাল।

ক্লোরোপ্লাস্ট এবং মাইটোকন্ড্রিয়ায় তাদের মধ্যে রাইবোসোম থাকে এবং এগুলি ইউব্যাকটিরিয়ায় বর্ণিত রাইবোসোম বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে।

জিনগত উপাদান

ক্লোরোপ্লাস্ট এবং মাইটোকন্ড্রিয়া উভয়ই তাদের নিজস্ব বৃত্তাকার জিনোম দ্বারা চিহ্নিত করা হয় - যেমন প্রকারিয়োটিক জীবের মতো।

মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোম

মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোম জিনগুলি নিয়ে গঠিত যা সেই সংখ্যক রাইবোসোমাল আরএনএ এবং প্রশ্নে অর্গানেলের প্রোটিন সংশ্লেষণের সাথে জড়িত আরএনএ স্থানান্তরকারী আরএনএর কোড করে।

স্ট্রাকচারাল প্রোটিন এবং মাইটোকন্ড্রিয়াল এনজাইমগুলির সংখ্যাগরিষ্ঠ জিনগুলি এনকোড করে যা পারমাণবিক জিনগত উপাদানগুলিতে থাকে।

মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোমের সংগঠন ইউক্যারিওটিক বংশের মধ্যে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। মানুষের মধ্যে, উদাহরণস্বরূপ, মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোম একটি বৃত্তাকার অণু যা প্রায় 16,569 বেস জোড়কে বন্দী করে যা দুটি রাইবোসোমাল আরএনএ, 22 স্থানান্তর আরএনএ এবং মাত্র 13 টি প্রোটিনের কোড করে।

ক্লোরোপ্লাস্ট জিনোম

মাইটোকন্ড্রিয়াল জিনোমের বিপরীতে, ক্লোরোপ্লাস্ট জিনোম কিছুটা বড় এবং প্রায় 120 টি প্রোটিন সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য ধারণ করে।

অর্গানেল জিনোমের ফলাফল

ক্লোরোপ্লাস্ট এবং মাইটোকন্ড্রিয়া বিভাগের অদ্ভুত মোড একটি মেন্ডেলিয়ান নিদর্শন দেখায়। অর্থাত, প্রজনন তার প্রজননের মাধ্যমে ঘটে (ব্যাকটেরিয়া হিসাবে) এবং ডি নভো সেলুলার সংশ্লেষণ দ্বারা নয়।

এই ঘটনাটি অনন্য জেনেটিক উপাদানগুলির অস্তিত্বের কারণে ঘটে যা আমরা কোষের নিউক্লিয়াসে খুঁজে পাই না। মাইটোকন্ড্রিয়া মাতৃসংশ্লিষ্ট দ্বারা উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত হয় এবং যৌন প্রজনন সহ প্রচুর পরিমাণে উদ্ভিদে ক্লোরোপ্লাস্টগুলি মাদার প্ল্যান্ট দ্বারা জাইগোটে অবদান রাখে।

মলিকুলার হোমোলজিস

জিন সিকোয়েন্সিংয়ের জন্য ধন্যবাদ, এটি স্পষ্ট হয়ে গেছে যে ম্যোকোকন্ড্রিয়া এবং ক্লোরোপ্লাস্টে রাইবোসোমাল আরএনএ এবং অন্যান্য জিনগুলির অনুক্রমগুলি ইউক্যারিওটের নিউক্লিয়াসে অবস্থিত অনুক্রমগুলির চেয়ে ব্যাকটিরিয়ার ক্রমের সাথে আরও ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত।

মাইটোকন্ড্রিয়ার ডিএনএ সিকোয়েন্সগুলি আলফা-প্রোটোব্যাকটিরিয়া নামক একটি নির্দিষ্ট গ্রুপের ব্যাকটিরিয়ায় পাওয়া সিক্যুয়েন্সগুলির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে মিল রয়েছে। এই প্রমাণ থেকে বোঝা যায় যে এন্ডোসিম্বায়োটিক ইভেন্টে অংশ নেওয়া সম্ভাব্য জীবটি ছিল একটি পূর্ব পুরুষ আলফা-প্রোটোব্যাকটেরিয়াম।

বিপরীতে, ক্লোরোপ্লাস্টের ক্রমগুলি সায়ানোব্যাকটিরিয়ার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত বলে মনে হয়, আলোকসংশ্লিষ্ট প্রতিক্রিয়াগুলি সম্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় এনজাইমেটিক যন্ত্রপাতি সহ ইউব্যাকটিরিয়ার একটি গ্রুপ।

মাইটোকন্ড্রিয়ার উত্স

আজকের মাইটোকন্ড্রিয়া সম্ভবত ১ থেকে দেড় বিলিয়ন বছর আগে ঘটে যাওয়া একটি ঘটনা থেকে উদ্ভূত হয়েছিল, যেখানে অক্সিডেটিভ ফসফোরিলেশনের জন্য প্রয়োজনীয় এনজাইমেটিক যন্ত্রপাতি সহ একটি বৃহত অ্যানেরোবিক কোষ একটি ছোট অ্যারোবিক ব্যাকটিরিয়াকে সংযুক্ত করে।

এ্যারোবিক জীব তার হোস্টকে প্রতিটি অবনমিত জৈব অণুর জন্য আরও বেশি এটিপি তৈরি করার ক্ষমতা দিয়েছিল।

এন্ডোস্যাম্বায়োটিক তত্ত্বটি বিজ্ঞানসম্মত সম্প্রদায়ের কাছে গ্রহণযোগ্যতা অর্জন করার সাথে সাথে সিম্বিওসিসের সাথে জড়িত পূর্বপুরুষের জীবের স্বীকৃতি তীব্রভাবে বিতর্কিত হয়েছিল।

আজ, এই ধারণাটি ব্যবহৃত হয় যে বৃহত হোস্টটি একটি প্রত্নতাত্ত্বিক ছিল এবং জড়িত জীব (যেমন আমরা আগেই বলেছি) একটি আলফা-প্রোটোব্যাকটেরিয়াম ছিল - যদিও তত্ত্বটির কিছু বৈকল্পিক একটি অ্যানেরোবিক ব্যাকটিরিয়ার প্রস্তাব দেয়, যেহেতু বেশ কয়েকটি অ্যানেরোবিক রূপ রয়েছে মাইটোকন্ড্রিয়া যেমন হাইড্রোজেনসোমগুলির।

প্লাস্টিডের উত্স

প্রাথমিক প্লাস্টিডের উত্স

যদিও 1960 এর দশকের শেষের দিকে সহবিজ্ঞানের তত্ত্বটি জীববিজ্ঞানের একাধিক ক্ষেত্রের দৃ evidence় প্রমাণ দ্বারা সমর্থিত ছিল, বায়োইনফর্ম্যাটিক্স প্রসেসিং এবং সিকোয়েন্সিং কৌশলগুলিতে দ্রুত অগ্রগতি আণবিক স্তরে প্রমাণ সরবরাহ করেছিল 1990 এর দশক পর্যন্ত এটি ছিল না।

অণু phylogenies উপর ভিত্তি করে তুলনামূলক অধ্যয়নগুলি উদ্ভিদে প্ল্যানস্টিড দ্বারা সায়ানোব্যাকটিরিয়ায় এনকোডেড জিনগুলির উত্স সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল। তদ্ব্যতীত, তারা এন্ডোসিম্বিয়ন্ট জিনোম থেকে হোস্ট পারমাণবিক জিনোমে জিন স্থানান্তর প্রদর্শিত হয়েছিল।

প্রথম প্লাস্টিডগুলির স্থাপনা 1.5 মিলিয়ন বছর আগে ঘটেছিল বলে ধারণা করা হয়, যদিও অস্থায়ী চিত্রটি বিজ্ঞানীদের মধ্যে এখনও বিতর্কিত রয়ে গেছে।

গৌণ প্লাস্টিডের উত্স

যদিও প্র্যাকেরিয়োটিক হোস্টের মধ্যে পৈত্রিক সায়োনাব্যাক্টেরিয়াম প্রতিষ্ঠা প্রাথমিক প্লাস্টিডের উত্স ব্যাখ্যা করে, বিবর্তনবাদী ইতিহাস জটিল হয়ে ওঠে যখন কেউ কিছু সালোকসংশ্লিষ্ট জীবের মধ্যে পাওয়া গৌণ প্লাস্টিডগুলির উত্স ব্যাখ্যা করতে চাইলে।

এই গৌণ প্লাস্টিডগুলি অতিরিক্ত মেমব্রেনের উপস্থিতি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা সাধারণত দুটি অর্গ্নের চারদিকে একটি বা দুটি অতিরিক্ত ঝিল্লি থাকে যা সাধারণত অর্গানেলকে ঘিরে থাকে। এই সংখ্যাটি ঝিল্লি ব্যাখ্যাকে জটিল করে তোলে, যেহেতু যদি কোনও পৈত্রিক প্রকার্যোট একটি সায়ানোব্যাকটেরিয়াম গ্রাস করে তবে এটি তিনটি বা চারটি ঝিল্লি পেতে পারে না।

সুতরাং, এই বিবর্তনীয় সমস্যার একটি বুদ্ধিমান জবাব ছিল একাধিক এন্ডোসিম্বিওসিস ইভেন্টের প্রস্তাব দেওয়া। এই প্রসঙ্গে, ইতিমধ্যে বিদ্যমান প্লাস্টিডযুক্ত একটি উদ্ভিদ কোষ দ্বিতীয় হোস্ট দ্বারা গ্রাস করা হয়েছিল, অবশেষে প্লাস্টিডে সঙ্কুচিত হয়।

কিছু ক্ষেত্রে, একটি তৃতীয় এন্ডোসিম্বিয়োটিক ঘটনা ঘটে। সিম্বিওজসের সংখ্যা এবং হোস্টের প্রকৃতি নিয়ে সাহিত্যে আলোচনা করা হয়, যদিও একাধিক এন্ডোসাইম্বাইওসিস ইভেন্টের ধারণাকে সমর্থন করে এমন অভিজ্ঞতামূলক প্রমাণ রয়েছে।

তথ্যসূত্র

1. অ্যান্ডারসন, পিডাব্লু (1983) প্রিবিোটিক বিবর্তনের জন্য প্রস্তাবিত মডেল: বিশৃঙ্খলার ব্যবহার। জাতীয় বিজ্ঞান একাডেমির কার্যক্রম, ৮০ (১১), ৩৩,86-৩৩৯০।
2. অডিসার্ক, টি।, অডিসিরক, জি।, এবং বাইয়ার্স, বিই (2003)। জীববিজ্ঞান: পৃথিবীতে জীবন। পিয়ারসন শিক্ষা.
3. ক্যাম্পবেল, এএন, এবং রিস, জেবি (2005)। জীববিদ্যা। সম্পাদকীয় মিডিকা পানামেরিকানা।
4. চ্যান, সিএক্স এবং ভট্টাচার্য, ডি। (2010) প্লাস্টিডের উত্স। প্রকৃতি শিক্ষা 3 (9): 84।
5. গামা, এম (2007)। জীববিজ্ঞান 1: একটি গঠনমূলক পদ্ধতি পিয়ারসন শিক্ষা.
6. ধূসর, মেগাওয়াট (2017)। লিন মার্গুলিস এবং এন্ডোসিম্বিয়ন্ট অনুমান: 50 বছর পরে। ঘরের আণবিক জীববিজ্ঞান, 28 (10), 1285-1287।
7. হোগওয়েগ, পি।, এবং টেকুচি, এন (2003)। প্রিবিোটিক বিবর্তনের মডেলগুলিতে একাধিক স্তর নির্বাচন: বগি এবং স্থানিক স্ব-সংস্থা। বায়োস্ফিয়ারের জীবন ও বিবর্তনের উত্স, 33 (4-5), 375-403।
8. লেন, এন। (2017)। সিরিয়াল এন্ডোসিম্বিওসিস বা ইউক্যারিওটিসের উত্সের একক ইভেন্ট? তাত্ত্বিক জীববিজ্ঞানের জার্নাল, 434, 58-67।
9. ল্যাজকানো, এ।, এবং মিলার, এসএল (1996)। জীবনের উত্স এবং প্রাথমিক বিবর্তন: প্রিবায়োটিক রসায়ন, প্রাক-আরএনএ প্রাক বিশ্ব এবং সময়। সেল, 85 (6), 793-798।
10. মার্গুলিস, এল। (2004) সিরিয়াল এন্ডোস্যাম্বিয়োটিক তত্ত্ব (এসইটি) এবং সংমিশ্রিত স্বতন্ত্রতা। মাইক্রোবায়োলজি আজ, 31 (4), 172-175।
11. শ্র্রাম, জেপি, ঝু, টিএফ, এবং জস্টক, জেডাব্লু (2010)। সেলুলার জীবনের উত্স। কোল্ড স্প্রিং হারবারের জীববিজ্ঞানে দৃষ্টিভঙ্গি, a002212।
12. স্টানো, পি।, এবং মাভেল্লি, এফ (2015)। প্রোটোকসেলস মডেলস অফ আরিজিন অফ লাইফ অ্যান্ড সিন্থেটিক বায়োলজি। জীবন, 5 (4), 1700–1702।