Revolucionārs atklājums: šādi radās sarežģīti eikarioti!

Revolucionārs atklājums: šādi radās sarežģīti eikarioti!

Revolucionārā pētījumā Maincas, Valensijas, Madrides un Cīrihes pētnieki ir guvuši svarīgu ieskatu eikariotu veidošanā. Kā presse.uni-mainz.de ziņots, ka zinātnieki koncentrējās uz sarežģītu šūnu evolūcijas izpratni, kas veido pamatu tādām sugām kā sēnes, augi un dzīvnieki.

Agrīnās dzīvības formas aprobežojās ar prokariotu šūnām, kurām citoplazmā peldēja ģenētiskais materiāls. Turpretim eikariotiem ir šūnu kodols un daudzas organellas, kas nodrošina sarežģītu šūnu struktūru. Šo sarežģīto šūnu veidošanos izskaidro endosimbiontu teorija, kas apgalvo, ka eikarioti radās simbiozes ceļā starp baktērijām un arhejām.

Evolūcijas pārejas un gēnu augšana

Pētījuma galvenais aspekts ir evolūcijas starpproduktu trūkums starp prokariotiem un eikariotiem. Rezultāti tika publicēti slavenajā zinātniskajā žurnālā PNAS, pētniekiem izmantojot kvantitatīvās metodes, lai analizētu gēnu augšanu un attīstību.

Sākotnēji viņi novēroja proteīnus kodējošo gēnu vienmērīgu augšanu, kam sekoja spriedze, kas radās, gēniem turpinot augt. Izrādās, ka evolūcija gēnu projektā integrēja nekodējošus reģionus, lai atbalstītu gēnu augšanu. Interesanti, ka vidējais proteīna garums stagnēja aptuveni 500 aminoskābēs, bet gēni joprojām spēja augt eksponenciāli. Kritiskā evolūcijas pāreja ir datēta pirms 2,6 miljardiem gadu.

Šie atklājumi par gēnu augšanu ir svarīgi ne tikai bioloģijai, bet tiem ir nozīme arī citām zinātnes disciplīnām. Eikariotu šūnas attīstība lika pamatu daudzšūnu organismu attīstībai un seksualitātei.

Endosimbiozes loma

Papildus evolūcijas attīstībai ir svarīgi ņemt vērā endosimbiozes lomu. Kā 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. Horizontālā gēnu pārnese (HGT) var notikt dažādu genomu sugu saplūšanas laikā. Šis process noveda pie šūnu radīšanas ar gēniem no abiem organismiem, kas varētu izskaidrot mitohondriju un hloroplastu iegūšanu.

Tomēr zinātnieku vidū joprojām notiek diskusijas par šūnu kodola izcelsmi. Mitohondriju DNS nāk no tā saukto “tverto” baktēriju apļveida genomiem un tiek mantota tikai no mātes. Konkurē vairākas hipotēzes par eikariotu izcelsmi un šūnu kodolu, tostarp hipotēze, ka prokarioti radīja papildu membrānu ap baktēriju hromosomām.

Jautājums par to, vai šūnas kodols parādījās vispirms vai tikai pēc saplūšanas ar baktērijām, paliek atklāts, un tas prasa turpmāku izpēti. Visas hipotēzes ir pārbaudāmas, un tām ir nepieciešami turpmāki eksperimenti, lai noteiktu, kura no tām ir vislabāk pamatota ar datiem.

Ņemot vērā evolūcijas biologu, skaitļošanas biologu un fiziķu papildu pieejas, pētījums parāda starpdisciplināras sadarbības potenciālu zinātnē un izceļ dzīvības evolūcijas uz Zemes sarežģītību.