Rewolucyjne odkrycie: tak powstały złożone eukarionty!

Rewolucyjne odkrycie: tak powstały złożone eukarionty!

W ramach przełomowego badania naukowcy z Moguncji, Walencji, Madrytu i Zurychu zdobyli ważne informacje na temat powstawania eukariontów. Jak presse.uni-mainz.de Jak donoszą, naukowcy skupili się na zrozumieniu ewolucji złożonych komórek, które stanowią podstawę gatunków takich jak grzyby, rośliny i zwierzęta.

Wczesne formy życia ograniczały się do komórek prokariotycznych, których materiał genetyczny unosił się w cytoplazmie. Natomiast eukarionty mają jądro komórkowe i liczne organelle, które umożliwiają złożoną strukturę komórkową. Powstawanie tych złożonych komórek wyjaśnia teoria endosymbiontów, która postuluje, że eukarionty powstały w wyniku symbiozy między bakteriami i archeonami.

Przejścia ewolucyjne i wzrost genów

Centralnym aspektem badań jest brak ewolucyjnych produktów pośrednich między prokariotami i eukariontami. Wyniki opublikowano w renomowanym czasopiśmie naukowym PNAS, a badacze wykorzystali metody ilościowe do analizy wzrostu i ewolucji genów.

Początkowo zaobserwowali równomierny wzrost genów kodujących białka, po czym nastąpiły napięcia, które pojawiły się w miarę dalszego wzrostu genów. Okazuje się, że ewolucja włączyła regiony niekodujące do planu genu, aby wspierać wzrost genów. Co ciekawe, średnia długość białka utrzymywała się na poziomie około 500 aminokwasów, podczas gdy geny nadal mogły rosnąć wykładniczo. Krytyczne przejście ewolucyjne datuje się na 2,6 miliarda lat temu.

Odkrycia dotyczące wzrostu genów są ważne nie tylko dla biologii, ale mają także znaczenie dla innych dyscyplin naukowych. Rozwój komórki eukariotycznej położył podwaliny pod rozwój organizmów wielokomórkowych i seksualności.

Rola endosymbiozy

Oprócz rozwoju ewolucyjnego ważne jest rozważenie roli endosymbiozy. Jak 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), poziomy transfer genów (HGT) może nastąpić poprzez fuzję genomu podczas endosymbiozy między różnymi gatunkami. Proces ten doprowadził do powstania komórek z genami obu organizmów, co mogłoby wyjaśnić nabycie mitochondriów i chloroplastów.

Jednakże wśród naukowców wciąż toczą się debaty na temat pochodzenia jądra komórkowego. DNA mitochondrialne pochodzi z kolistych genomów tak zwanych „wychwyconych” bakterii i jest dziedziczone wyłącznie przez matkę. Konkuruje ze sobą kilka hipotez dotyczących pochodzenia eukariontów i jądra komórkowego, w tym hipoteza, że ​​prokarioty wytworzyły dodatkową błonę wokół chromosomów bakteryjnych.

Pytanie, czy jądro komórkowe wyłoniło się jako pierwsze, czy dopiero po fuzji z bakteriami, pozostaje otwarte i wymaga dalszych badań. Wszystkie hipotezy można przetestować i wymagają dalszych eksperymentów, aby określić, która z nich jest najlepiej poparta danymi.

Biorąc pod uwagę komplementarne podejście biologów ewolucyjnych, biologów obliczeniowych i fizyków, badanie pokazuje potencjał interdyscyplinarnej współpracy naukowej i podkreśla złożoność ewolucji życia na Ziemi.