ミトコンドリア、葉緑体、原核生物のゲノムの比較

原始的な捕食者細胞は、後にミトコンドリアに進化した細菌を内在化し、真核細胞を形成しました。光合成シアノバクテリアは、これらの真核細胞の一部とも共生関係を形成し、最終的には葉緑体に発展しました。

現在のミトコンドリアと葉緑体のゲノムは、これらの祖先の原核生物のゲノムの名残です。

ミトコンドリアゲノムと比較すると、現在の原核生物のゲノムは大きく、例えば大腸菌には約500万bpsと約5000の遺伝子が含まれています。

ヒトのミトコンドリアゲノムは、約17,000bpsの長さで、37個の遺伝子を含んでいますが、顕花植物であるシロイヌナズナのミトコンドリアゲノムは、350,000bpsを超えていますが、遺伝子は57個しか含まれていません。

現在のシアノバクテリアのゲノム、例えばシネコシスティスのゲノムが約350万bpsで約3200個の遺伝子を持っているのに対し、陸生植物の葉緑体ゲノムは最大20万bpsで120〜135個の遺伝子を含んでいます。

ミトコンドリアゲノムと葉緑体ゲノムは、はるかに小さいにもかかわらず、いくつかの点で原核生物のゲノムと似ています。それらのDNAはヒストンタンパク質と会合せず、通常は細菌のプラスミドと同様に環状で二本鎖です。

ミトコンドリアゲノムと比較すると、葉緑体のゲノムは原核生物のゲノムにより近くなります。葉緑体と原核生物のゲノムはどちらも、転写プロモーターとターミネーターのDNA配列が非常に似ています。

さらに、動物のミトコンドリアゲノムは、葉緑体と植物のミトコンドリアゲノムの両方に、ほとんどの動物のミトコンドリアゲノムには存在しないイントロンを持っているため、一般的に植物のミトコンドリアゲノムよりも小さいです。