Segundo a teoria endossimbiótica, mitocôndrias e cloroplastos eram organismos procariontes que viviam de modo livre. Essas estruturas foram englobadas por células eucariontes, o que resultou em uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a associação.
As mitocôndrias provavelmente eram organismos procariontes aeróbios, e os cloroplastos eram procariontes fotossintetizantes. Esses organismos procariontes forneciam energia para a célula que os englobou, e a célula hospedeira fornecia proteção contra o ambiente externo.
Ao analisar mitocôndrias e cloroplastos, algumas características evidenciam a semelhança entre essas organelas e organismos procariontes, além de alguns pontos que reforçam a teoria de que essas estruturas foram englobadas em um processo de endocitose.
Quando uma célula vive no interior de outra, chamada hospedeira, define-se como uma relação de endosimbiose. A teoria da endossimbiose defende que mitocôndrias e plastídeos eram pequenos procariotos que viveram em células maiores numa relação mutuamente favorável. As evidências que suportam essa teoria estão relacionadas a estrutura das organelas e sua similaridade com os procariotos ancestrais. Além disso, mitocôndrias e plastídeos possuem seu próprio DNA circular e dividem-se por processo semelhante ao de alguns procariotos. Com base na descrição acima, conclui-se que mitocôndrias e plastídeos são as organelas que surgiram a partir da endossimbiose.
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