La teoría endosimbiótica describe cómo una gran célula huésped y las bacterias ingeridas podrían fácilmente depender unas de otras para sobrevivir, dando como resultado una relación permanente. A lo largo de millones de años de evolución, las mitocondrias y los cloroplastos se han especializado y hoy en día no pueden vivir fuera de la célula.

Las mitocondrias y los cloroplastos tienen sorprendentes similitudes con las células bacterianas. Tienen su propio ADN, que está separado del ADN que se encuentra en el núcleo de la célula. Y ambas orgánulos utilizan su ADN para producir muchas proteínas y enzimas necesarias para su función. Una doble membrana rodea tanto a las mitocondrias como a los cloroplastos, evidencia adicional de que cada uno fue ingerido por un huésped primitivo. Los dos orgánulos también se reproducen como bacterias, replicando su propio ADN y dirigiendo su propia división.