Bazı ökaryotik organellerin, özellikle mitokondri ve kloroplastların, serbest yaşayan prokaryotlardan kökenlendiğine ilişkin kuramdır. Evrim sürecinin erken aşamalarında, oksijenli solunum yapan prokaryot bir hücre daha büyük yapılı ilkel bir ökaryot hücrenin içine girmiş ve onunla ortak yaşamaya başlamıştır. Prokaryot hücre, içine girdiği hücre için gerekli enerjiyi sağlarken besinini de ondan elde etmiştir. Bu ilişki belirli bir zaman sonra tam bir simbiyozise dönüşmüş ve iki hücre birbirlerine bağlı olmadan serbest yaşama yeteneğini yitirmiştir. Kloroplastlarında benzer bizimde fotosentez yapan prokaryot bir hücrenin ilkel ökaryot hücreye girmesiyle oluştuğu ileri sürülmektedir.



Endosimbiyoz Kuramına İlişkin Kanıtlar
Mitokondri ve plastitlerin endosimbiyoz kökenli olduklarına dair bulgular aşağıdaki gibidir.
  • Mitokondri ve plastitler ait oldukları hücreden farklı olan bir DNA taşırlar ve bu DNA bakterilerinkine benzemektedir(dairsellik ve uzunluk açısından)
  • İki veya daha fazla katlı zarları vardır ve en içteki katman hücredeki diğer zarlardan bileşim açısından farklıdır, bileşimi daha çok prokaryotik hücre zarına benzemektedir.
  • Yeni plastit veya mitokondri oluşumu sadece ikiye bölünme işlemine benzer bir süreç sonunda olur. Bazı alglerde plastitler çeşitli kimyasallarla veya uzun süre güneş ışığı yokluğunda hücreye zarar vermeden yok edilebilmektedir bu durumdaki hücrelerde plastitler yeniden üretilememektedir.
  • Plastitlerin iç yapısı ve biyokimyası, örneğin tilakoit ve klorofillerin varlığı, siyanobakterilerle büyük benzerlikler göstermektedir.Ökaryotik genom, bakteri ve plastitlerin filogenetik çözümlemeleri de gösteriyor ki plastitiler en çok siyanobakterilere yakındır.
  • DNA analizleri ve filogenetik çözümlemeler hücresel DNA’nın plastit DNA’sından gelmiş olabilecek parçacıklar bulundurduğunu düşündürmektedir.
  • Hücre çekirdeği tarafından kodlanan bazı proteinler bu organellere transfer edilmektedir ve hem mitokondri hem de koloroplast genomu bakterilere kıyasla daha küçüktür. bu da endosimbiyoz ilişkiyle konak hücreye olan bağımlılığın artması gerektiği görüşüyle örtüşmektedir. Organel genomlarındaki birçok gen ya kaybedilmiş ya da hücre çekirdeğine kaymıştır.
  • Plastitler günümüzde birçok farklı protista türünde bulunmaktadır, bunlardan bazıları plastit bulundurmayan protista türleriyle yakın akrabalık göstermektedirler. Eğer plastitler kendiliğinden oluşsaydı bu olayın birçok kez yeniden tekrarlanması gerekirdi ve endosimbiyoz kuramı olmadan bu yakın türler arasındaki farklılıkları açıklamak kolay olmazdı.
  • Bu organellerin ribozomları bakterilerinki gibidir (70S).
  • Mitokondri ve plastit kaynaklı proteinler, bakterlerde olduğu gibi başlangıç amino asidi olarak N-formilmetiyonin kullanmaktadır.