Lehet, hogy a tudósok hiányzó kapcsolatot mutattak ki az egyszerű és komplex sejtek között, amelyek minden állatot, növényt és gombát alkotnak.
A tudósok úgy vélik, hogy az egysejtű Archaea organizmusok primitív baktériumok között helyezkednek el, amelyekben nincs mag, és az evolúciós ütemtervben összetettebb sejtek vagy eukarióták találhatók. Akárcsak bakteriális unokatestvéreikkel, az Archaea-ban nincs mag, de a mikrobák DNS-t és DNS-replikáló enzimeket tartalmaznak, amelyek nagyon hasonlítanak az eukariótákban levőkhöz.
Egyes tudósok azt állítják, hogy az eukarióták körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt fejlődtek ki ezekből a közbenső szervezetekből, amikor egy ősi archaea megragadott egy áthaladó mikroorganizmust, beszívta a sejt hasába, és átalakította egy rögtönzött magvá. Mások azt sugallják, hogy egy ősi archaea kiküszöbölte a saját sejtfalából épülő vándorló „vért”, amely rákapcsolódott, majd integrálódott a hasznos egysejtű szervezetekhez, amelyek funkcionáltak, mint a mai organellák, vagy a szervekhez hasonló struktúrák a sejtekben, amelyek speciálisan teljesítenek. funkciókat.
Az ezt a nagy evolúciós eseményt körülvevő részletek homályosak maradnak, részben azért, mert a tudósok kevés bizonyítékot találtak az egyszerű és komplex sejtek közötti átmeneti időszakra. Most azonban a kutatók meghatározták a potenciális hidat a prokarióták és az eukarióták között: a fehérjékben kódolt feltűnő hasonlóság.
Az eukariótákban bizonyos fehérjék rövid szekvenciákat hordoznak, úgynevezett nukleáris lokalizációs szignálok vagy NLS-k, hogy belépjenek a magba. A transzporter fehérjék kötődnek az NLS-ekhez, majd egy másik molekulát kísérnek a nukleáris membrán pórusaiin keresztül. Az NLS alapvetõen celluláris biztonsági jelvényként viselkedik.
Noha az Archaea nem tartalmaz magvakat, egyes fehérjék egyébként NLS-szerű jelvényeket hordoznak - állítja a Molecular Biology and Evolution folyóirat 10. szeptemberében közzétett tanulmány. A szerzők azt sugallják, hogy az NLS-ek megelőzik a sejtmag eredetét, és evolúciós lépcsőként szolgálhattak, amelyek lehetővé tették az archaea fokozatos fejlődését komplex életre.
"A természet inkább azt fedezi fel, amiben már van" - mondta Szergej Melnikov evolúciós biológus, a Yale Egyetemen posztdoktori kutató és a tanulmány társszerzője.
Ezek az NLS jelvények bizonyítékot jelentenek egy köztes forma kialakulására az egyszerű és összetett sejtek között - ez a megállapítás egyenértékű madárszerű dinoszaurusz felfedésével vagy halak mászásával, mint paleontológus, mondta Melnikov a LIve Science-nek. "Ez elég egyedülálló, ha azt állítják, hogy ezek léteznek Archaea-ban ... Senki sem gondolta volna, hogy NLS-t kell keresnie Archaea-ban" - mondta Aravind Iyer számítási biológus, aki a Nemzeti Biotechnológiai Információs Központban tanulmányozza a fehérje és a genom fejlődését. de nem vett részt a jelenlegi tanulmányban.
De nem mindenkinek van meggyőződése: Két szakértő azt mondta a Live Science-nek, hogy az NLS-k nem lehetnek az evolúciós dohányzó pisztolyok, amelyek megmutatják, hogy az egyszerű sejtek bonyolultabbá váltak.
Ásás sejtes kövületekhez
Ahelyett, hogy átvágta volna a csontvázmaradványokat, Melnikov a sejtek riboszómális fehérjéit ásta, hogy összeállítsák evolúciós történetüket. (A riboszómák olyan celluláris gyárak, amelyek elősegítik a fehérjék összeállítását.)
"Csak egy maroknyi gén van, amelyek mindenütt jelen vannak", vagyis jelen vannak minden életformában - mondta Melnikov. A konzervált gének kb. Fele a riboszómális fehérjéket kódolja - magyarázta - ez a tény azt sugallja, hogy a fehérjék hosszú evolúciós örökséggel rendelkeznek, amely valószínűleg maga az élet elejéig nyúlik vissza. Az eukariótákban a riboszómális proteinek belépnek a módosítandó magba, mielőtt a citoplazmában üzletbe lépnének; NLS-knek köszönhetően könnyen hozzáférhetnek a maghoz.
Az élet mindhárom doménjéből - Archaea, baktériumok és Eukarya - mintából vett riboszómális fehérjék szerkezetének összehasonlításával Melnikov célja az volt, hogy észlelje ezeket az aláírási szekvenciákat. Az általa megvizsgált Archaea csoportok között megtalálható a természetben ma megtalálható csoport.
Íme, Melnikov és kollégái négy régészeti proteint fedeztek fel, amelyek eukarióta társaikhoz hasonló biztonsági jelvényekkel vannak felszerelve. Az NLS-szerű szekvenciák Archaea több csoportjában megjelentek, így a kutatók arra következtettek, hogy a vonás már a régészeti evolúciós történelem korai szakaszában megjelent. (Archaea területén azonban az NLS valószínűleg elsősorban az organizmusoknak könnyebben azonosítja a nukleinsavakat, a DNS és az RNS építőköveit. Míg az eukarióta NLS-k is ezt a funkciót szolgálják, jobban ismertek, hogy segítenek a fehérjék beépítésében a magba.)
A csoport tovább vizsgálta, hogy az NLS-ek funkcionálisan felcserélhetőek-e az élet királyságai között, és eukarióta jelvényt cseréltek egy régészeti helyre. Egy fénymikroszkóp alatt az archeális NLS-ek úgy működtek, mint az eukarióta NLS-ek, és a hozzájuk kapcsolódó fehérjékhez VIP hozzáférést biztosítottak a maghoz. Annak ellenére, hogy ugyanazokat a funkciókat osztják meg, az eukarióta és az Archaea NLS-ei nem feltétlenül kapcsolódnak evolúciós szempontból - mondják a szakértők.
Iyer például kétségesnek találja a megállapítást. Az NLS-ek mindössze öt-hat fehérjeépítő blokkból állnak, amelyeket aminosavaknak neveznek. Rövid hosszúságuk és sajátos kémiai szerkezetük miatt az NLS-ek statisztikailag valószínűleg csak véletlenszerűen jelennek meg a fehérjékben - mondta Iyer a Live Science-nek.
Más szavakkal: a régészeti és az eukarióta szekvenciák esetleg függetlenül felbukkantak, és ezért nem lennének evolúciós kapcsolatban. Iyer azt mondta, hogy jobban meg lesz győződve arról, hogy a további kutatások további fehérjékben fedezik fel az arheális NLS-eket, hasonlóak azokhoz, amelyek az eukarióta magjában jutnak.
"Végül ez csak azt mutatja, hogy ezek a szekvenciák valószínűleg a magok előtt álltak" - mondta Buzz Baum, az sejt- és evolúciós biológus az angliai MRC Molekuláris Sejtbiológiai Laboratóriumban, a Live Science e-mailben. Archaea, amelyben sok genetikai hasonlóságot mutat a modern eukariótokkal, még mindig hiányzik magok és organellák - magyarázta. Tehát nehéz belátni, hogy ezek az NLS-ek hogyan vezettek a magok kialakulásához.
- Extrém élet a földön: 8 bizarr lény Élő tudomány
- 7 elmélet az élet eredetéről | Élő tudomány
- Galéria: Az élet szivárványa a Nagy Sós-tóban Extremophiles | Élő…
Eredetileg közzétéve: Élő tudomány.
