[punica-dropcap][/punica-dropcap]
Τα μιτοχόνδρια είναι κυτταρικά οργανίδια που χαρακτηρίζονται ως «εργοστάσια του κυττάρου», επειδή τα ένζυμά τους καταλύουν τα στάδια του αερόβιου μεταβολισμού, που αποδίδουν ενέργεια. Τα μιτοχόνδρια είναι παρόντα στους περισσότερους ευκαρυώτες. Οι χλωροπλάστες από την άλλη μεριά, βρίσκονται στα φυτά και σε πολλές μονοκύτταρες ευκαρυωτικές σειρές (περιλαμβανομένων των πράσινων και κόκκινων φυκών). Όπως είναι τα δινομαστιγωτά και οι κρυπτομονάδες. Μολονότι σήμερα αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι των κυττάρων, όπου βρίσκονται, τα στοιχεία είναι συντριπτικά ότι τόσο τα μιτοχόνδρια όσο και οι χλωροπλάστες είναι απόγονοι ενδοσυμβιωτικών βακτηρίων.
Η πρώτη ένδειξη ότι αυτά τα οργανίδια υπήρξαν κάποτε ελεύθερα διαβιούντα μικρόβια προήλθε από μικροσκοπικές ανακαλύψεις. Κάθε οργανίδιο εδρεύει εντός του κυτταροπλάσματος του κυττάρου και περιβάλλεται από πολλαπλές μεμβράνες. Δίνοντας την εμφάνιση ενός βακτηριακού κυττάρου που ζει μέσα στο κυτταρόπλασμα.
Πολλές ομοιότητες συνδέουν τα μιτοχόνδρια και τα πλαστίδια με τα βακτήρια. Αμφότερα τα οργανίδια περιέχουν ένα απλό κυκλικό γονιδίωμα. Αμφότερα διεξάγουν μεταγραφή και μετάφραση εντός των διαμερισμάτων τους, χρησιμοποιώντας ένζυμα και στοιχεία όπως των βακτηρίων. Το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων των μιτοχονδρίων μοιάζει ιδιαίτερα με εκείνο των ελεύθερα διαβιούντων βακτηρίων. Οι χλωροπλάστες είναι όμοιοι με τα φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια (cyanobacteria). Αμφότερα μετατρέπουν την ενέργεια από το φως σε ATP και NADPH (Ο2), χρησιμοποιώντας τα στη σταθεροποίηση του διοξειδίου του άνθρακα. Οι πρωτεΐνες, οι χρωστικές και οι διεργασίες που χρησιμοποιούνται από αυτά τα πλαστίδια για να διεξάγουν αυτές τις αντιδράσεις ομοιάζουν αρκετά με εκείνες μερικών κυανοβακτηρίων. Η καθοριστική απόδειξη ότι τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες προέκυψαν από τα βακτήρια, προέρχεται από την φυλογενετική ανάλυση των γονιδίων που κωδικοποιούνται στο γονιδίωμά τους.
Οι ευκαρυώτες έχουν σχηματίσει ένα πλούσιο πλέγμα αμοιβαίων συμβιωτικών σχέσεων με ενδοκυτταρικά βακτήρια. Οι σχέσεις αυτές απαντώνται σχεδόν σε κάθε κύρια εξελικτική ομάδα ευκαρυωτών. Ποικίλλουν από εκείνες όπου οι συμβιωτές περνούν μόνο μέρος του κύκλου ζωής τους σε συνάρτηση με τον ξενιστή, μέχρι την έντονη αλληλεξάρτηση των συστημάτων των οργανιδίων.
Πώς μετακινήθηκαν όμως τα γονίδια των οργανιδίων στο πυρηνικό γονιδίωμα; Η διεργασία θεωρείται ότι χρειάστηκε μια σειρά βημάτων. Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει την επαφή του οργανιδιακού DNA με το πυρηνικό DNA. Αυτό μπορεί να επιτεύχθηκε με τη διάλυση της μεμβράνης κατά τη διάρκεια της πυρηνικής διαίρεσης. Το DNA στη συνέχεια χρειάζεται να ενσωματωθεί στο πυρηνικό γονιδίωμα. Αυτό μπορεί να συμβεί με ομόλογο ανασυνδυασμό. Όμως, πειραματικές μελέτες υποδεικνύουν ότι η ενσωμάτωση συμβαίνει πιο συχνά όταν υπάρχουν ρήγματα και στις δύο αλυσίδες του πυρηνικού γονιδιώματος. Επιτρέποντας στο οργανιδιακό DNA να ενσωματωθεί κατάλληλα από τις επιδιορθωτικές διεργασίες. Αν και τυπικά μόνο τα μικρά κλάσματα οργανιδιακού DNA ενσωματώνονται, μερικές φορές ενσωματώνονται ολόκληρα οργανιδιακά γονιδιώματα εντός του πυρηνικού γονιδιώματος.
Από εξελικτική άποψη, η συχνότητα μετανάστευσης από τα οργανίδια στον πυρήνα είναι υψηλή. Σε μερικές ακραίες περιπτώσεις μπορεί και να συμβεί με τον ίδιο ακριβώς ρυθμό εμφάνισης σημειακών μεταλλαγών. Τις περισσότερες φορές, όμως, το ενσωματωμένο DNA είναι μη λειτουργικό.
Η θεωρία της ενδοσυμβίωσης επομένως μας δείχνει πως ακόμα και οι μικροοργανισμοί έχουν προγραμματιστεί ώστε να προσφέρουν θετικά στην εξέλιξη των ανώτερων οργανισμών.
