“Endo” iç, içteki, içindeki; “simbiyoz” birlikte yaşam; "Endosimbiyoz" da birbirinin içinde beraber yaşama anlamında kullanılmaktadır.

Bu kuram kloroplast ve mitokondrinin kendi genetik materyallerine sahip oluşlarının bulunması ile önerilmiştir. “Hücrenin içerisindeki her olay hücrenin kendisi tarafından yönetiliyorsa, bu organellerde bağımsız genetik materyal olmasının nedeni ne olabilir?” sorusundan yola çıkılarak ortaya atılan bu kurama göre; ilkel bir hücrenin içine yaklaşık iki milyar yıl önce bugün mitokondri olarak tanımlanan fakat geçmişte oksijen fikse eden bir bakterinin girdiği önerilmiştir. Bakterinin bu tür bir endosimbiyotik ilişkiye girmesinin nedeni, bakterinin ilkel ökaryotun hücre içini korumalı bir çevre ve besin maddesini devamlı sağlayabileceği bir ortam olarak kabul etmesi olabilir. Bu bakteri, konak hücre tarafından sindirilmemiş, konak hücrenin içerisinde ondan bağımsız bir şekilde bölünmeyi ve çoğalmayı sürdürmüş, onunla ortak yaşamaya devam etmiştir. Belirli bir zaman sonra da birbirlerinin genetik materyallerine uyum sağlamışlar ve günümüz kompleks canlıların evrimleştiği atası haline gelmiştir.


Endosimbiyoz olayı ile bağlantılı olarak yapılan moleküler dizi analizleri mitokondrinin Agrobacterium, Rhizobium, riketsia türlerine dahil bir bakteriden türevlendiklerini göstermiştir. Bu bakterilerin günümüzde de ökaryotik hücre içinde yaşabilme özelliklerinin olması bu postulatı destekler niteliktedir.

   
Benzer şekilde fotosentetik bir bakteri olarak yaşayan kloroplastın da endosimbiyotik yaşamı seçerek ilkel hücrenin içine girdiği belirlenmiştir (mitokondri örneğinde olduğu gibi yapılan moleküler dizi analizleri, kloroplast ile modern siyanobakterilerin de ortak bir atadan evrimleştiklerini göstermiştir). Bu organellerin bakteri kökenli olduğuna ilişkin olarak:

1- Mitokondri ve kloroplastın prokaryotlardakine benzer (70S) ribozomlar içermelerini (Ökaryotlarda 80S),

2- Bu organellerin prokaryotlardakine benzer küçük dairesel bir DNA molekülü (plazmidler) içermelerini (Ökaryotlarda doğrusal, heliks yapılı DNA), DNA’yı saran “histon” proteinlerinin prokaryotlardaki gibi bulunmamasını (Ökaryot çekirdek DNAsında var),

3- Organellerin rRNA moleküllerinin baz dizileri ile prokaryotlarınki arasında birçok benzerliklerin bulunmasını,

4- İki organelde iki ya da daha fazla membrana sahiptir. En içte bulunan zar kompozisyonları hücredeki diğer zar yapılarıyla karşılaştırıldığında farklılık, prokaryot hücre zarıyla ise benzerlik göstermesini,

5- Mitokondri ve kloroplastlar prokaryotlardaki gibi “binary fission”a benzeyen bir süreçle bölünmelerini gerçekleştirmelerini (Ökaryotlarda mitoz),

6- Tilakoid, klorofil gibi iç yapıların siyanobakterilerin yapısına benzerliğini,

7- Transkripsiyonlarda başlangıç amino asitinin ökaryotlardaki gibi Metionin değil, prokaryotlardaki gibi Metioninin modifiye hali olan fMet aminoasiti olmasını,

8- Prokaryotlar gibi 1-10 mikron arasında boyuta sahip olmalarını gösterebiliriz (Ökaryotlar 50-500 mikron arası).