Revolucionarno otkriće: Ovako su nastali složeni eukarioti!

Revolucionarno otkriće: Ovako su nastali složeni eukarioti!

U revolucionarnoj studiji, istraživači iz Mainza, Valencije, Madrida i Züricha došli su do važnih saznanja o nastanku eukariota. Kako presse.uni-mainz.de izvijestili su da su se znanstvenici usredotočili na razumijevanje evolucije složenih stanica koje čine osnovu vrsta kao što su gljive, biljke i životinje.

Rani oblici života bili su ograničeni na prokariotske stanice koje su imale genetski materijal koji je lebdio u citoplazmi. Nasuprot tome, eukarioti imaju staničnu jezgru i brojne organele koji omogućuju složenu građu stanice. Nastanak ovih složenih stanica objašnjava se teorijom endosimbionta, koja pretpostavlja da su eukarioti nastali simbiozom između bakterija i arheja.

Evolucijski prijelazi i rast gena

Središnji aspekt istraživanja je nedostatak evolucijskih posrednika između prokariota i eukariota. Rezultati su objavljeni u renomiranom znanstvenom časopisu PNAS, a istraživači su kvantitativnim metodama analizirali rast i evoluciju gena.

U početku su promatrali ravnomjeran rast gena koji kodiraju proteine, nakon čega su se pojavile napetosti kako su geni nastavili rasti. Ispostavilo se da je evolucija integrirala nekodirajuća područja u nacrt gena kako bi podržala rast gena. Zanimljivo je da je prosječna duljina proteina stagnirala na oko 500 aminokiselina, dok su geni i dalje mogli eksponencijalno rasti. Kritični evolucijski prijelaz datira prije 2,6 milijardi godina.

Ova saznanja o rastu gena nisu važna samo za biologiju, već su važna i za druge znanstvene discipline. Razvojem eukariotske stanice postavljeni su temelji za razvoj višestaničnih organizama i spolnosti.

Uloga endosimbioze

Osim evolucijskog razvoja, važno je razmotriti i ulogu endosimbioze. Kako bio.libretexts.org /20%3A_Phylogenies_and_the_History_of_Life/20.03%3A_Perspectives_on_the_Phylogenetic_Tree/20.3C%3A_Endosymbiotic_Theory_and_the_Evolution_of_Eukaryotes), horizontalni prijenos gena (HGT) može se dogoditi fuzijom genoma tijekom endosimbioze između različitih vrste. Taj je proces doveo do stvaranja stanica s genima iz oba organizma, što bi moglo objasniti stjecanje mitohondrija i kloroplasta.

Međutim, među znanstvenicima još uvijek postoje rasprave o podrijetlu stanične jezgre. Mitohondrijska DNK dolazi iz kružnih genoma takozvanih "zarobljenih" bakterija i nasljeđuje se samo s majčine strane. Natječe se nekoliko hipoteza o podrijetlu eukariota i stanične jezgre, uključujući hipotezu da su prokarioti proizveli dodatnu membranu oko bakterijskih kromosoma.

Pitanje je li stanična jezgra nastala prva ili tek nakon spajanja s bakterijama ostaje otvoreno i zahtijeva daljnja istraživanja. Sve se hipoteze mogu provjeriti i zahtijevaju daljnje eksperimentiranje kako bi se utvrdilo koja je najbolje potkrijepljena podacima.

S obzirom na komplementarne pristupe evolucijskih biologa, računalnih biologa i fizičara, studija pokazuje potencijal interdisciplinarne suradnje u znanosti i naglašava složenost evolucije života na Zemlji.