Revolučný objav: Takto vznikli zložité eukaryoty!

Revolučný objav: Takto vznikli zložité eukaryoty!

V prevratnej štúdii získali vedci z Mainzu, Valencie, Madridu a Zürichu dôležité poznatky o vzniku eukaryotov. Ako presse.uni-mainz.de Vedci sa zamerali na pochopenie vývoja zložitých buniek, ktoré tvoria základ druhov, ako sú huby, rastliny a zvieratá.

Skoré formy života boli obmedzené na prokaryotické bunky, ktoré mali genetický materiál plávajúci v cytoplazme. Naproti tomu eukaryoty majú bunkové jadro a početné organely, ktoré umožňujú komplexnú bunkovú štruktúru. Vznik týchto komplexných buniek sa vysvetľuje teóriou endosymbiontov, ktorá predpokladá, že eukaryoty vznikli symbiózou medzi baktériami a archaeami.

Evolučné prechody a rast génov

Ústredným aspektom výskumu je nedostatok evolučných medziproduktov medzi prokaryotmi a eukaryotmi. Výsledky boli publikované v renomovanom vedeckom časopise PNAS, pričom výskumníci použili kvantitatívne metódy na analýzu rastu a vývoja génov.

Spočiatku pozorovali rovnomerný rast génov kódujúcich proteín, po ktorom nasledovalo napätie, ktoré sa objavilo, keď gény pokračovali v raste. Ukazuje sa, že evolúcia integrovala nekódujúce oblasti do génového plánu, aby podporila rast génov. Je zaujímavé, že priemerná dĺžka proteínu stagnovala na úrovni okolo 500 aminokyselín, zatiaľ čo gény boli stále schopné rásť exponenciálne. Kritický evolučný prechod je datovaný do obdobia pred 2,6 miliardami rokov.

Tieto poznatky o raste génov nie sú dôležité len pre biológiu, ale majú význam aj pre iné vedné disciplíny. Vývoj eukaryotickej bunky položil základ pre vývoj mnohobunkových organizmov a sexuality.

Úloha endosymbiózy

Okrem evolučného vývoja je dôležité zvážiť aj úlohu endosymbiózy. Ako 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), medzi rôznymi druhmi môže dôjsť k horizontálnemu prenosu génov (HGT) prostredníctvom endosymbiózy (HGT) Tento proces viedol k vytvoreniu buniek s génmi z oboch organizmov, čo by mohlo vysvetliť získanie mitochondrií a chloroplastov.

O pôvode bunkového jadra sa však medzi vedcami stále vedú debaty. Mitochondriálna DNA pochádza z kruhových genómov takzvaných „zachytených“ baktérií a je dedená iba od matky. Niekoľko hypotéz o pôvode eukaryotov a bunkového jadra si konkuruje, vrátane hypotézy, že prokaryoty vytvorili ďalšiu membránu okolo bakteriálnych chromozómov.

Otázka, či bunkové jadro vzniklo ako prvé alebo až po splynutí s baktériami, zostáva otvorená a vyžaduje si ďalší výskum. Všetky hypotézy sú testovateľné a vyžadujú si ďalšie experimentovanie, aby sa zistilo, ktorá z nich je najlepšie podložená údajmi.

Vzhľadom na komplementárne prístupy evolučných biológov, výpočtových biológov a fyzikov štúdia ukazuje potenciál interdisciplinárnej spolupráce vo vede a zdôrazňuje zložitosť vývoja života na Zemi.