Научници су можда пронашли везу која недостаје између једноставних и сложених ћелија, које чине све животиње, биљке и гљивице.
Научници сматрају да ће једноцелични организми звани Арцхаеа лежати између примитивних бактерија којима недостаје језгро и сложенијих ћелија, односно еукариота, на еволуцијској временској траци. Као и њихови бактеријски рођаци, Арцхаеа нема језгро, али микроби садрже ДНК и ензиме који умножавају ДНК који су врло слични онима у еукариотама.
Неки научници теоретизирају да су еукариоти еволуирали пре око две милијарде година из ових интермедијарних организама, када је древна археја зграбила микроорганизам који пролази, усисала га у ћелијски трбух и претворила га у импровизовано језгро. Други предлажу да археје предака шаљу лутајуће „мешавине“, изграђене од сопствене ћелијске стијенке, које се закаче на и затим интегришу корисне једноцеличне организме који су функционисали попут органела модерног доба или органа сличних органима унутар ћелија које изводе специјализоване функције.
Детаљи око овог великог еволуцијског догађаја остају мутни, делимично и због тога што су научници пронашли мало доказа о прелазном периоду између једноставних и сложених ћелија. Али сада, истраживачи су одредили потенцијални мост између прокариота и еукариота: упечатљива сличност кодирана у њиховим протеинима.
У еукариотама одређени протеини носе кратке секвенце, познате као нуклеарни локализациони сигнали или НЛС, како би ушли у језгро. Протеински транспортери се вежу са НЛС-ом и затим прате још један молекул кроз поре у нуклеарној мембрани. У основи, НЛС-ови делују попут ћелијске безбедносне значке.
Иако Арцхаеа нема језгра, неки од њихових протеина ионако носе значке сличне НЛС-у, показала је студија објављена 10. септембра у часопису Молецулар Биологи анд Еволутион. Аутори сугеришу да су НЛС-и били пре порекла језгре и да су можда послужили као еволутивни одскочни камен који је омогућио да се архее постепено развија у сложен живот.
"Природа тежи да измисли од онога што већ има", рекао је еволутивни биолог Сергеј Мелников, постдокторски истраживач са Универзитета Јејл и коаутор студије.
Ове НЛС значке пружају доказ о посредном облику између једноставних и сложених ћелија - налаз који је еквивалентан откривању диносауруса налик птици или пузању рибе као палеонтолог, рекао је Мелников за ЛИве Сциенце. "Ово је прилично јединствено за тврдњу да постоје у Арцхаеи ... Нико није ни помислио да би требали тражити НЛС-ове у Арцхаеа," каже рачунски биолог Аравинд Ииер, који проучава еволуцију протеина и генома у Националном центру за биотехнолошке информације, али није био укључен у тренутну студију.
Али нису сви убеђени: Два стручњака су за Ливе Сциенце рекла да НЛС можда нису еволутивни пиштољ за пушење који показује како су се једноставне ћелије еволуирале у сложеније.
Копање за станичне фосиле
Уместо да копа по скелетним остацима, Мелников је кренуо да копа по рибосомалним протеинима ћелија како би саставио своју еволутивну историју. (Рибосоми су ћелијске фабрике које помажу у сакупљању протеина.)
"Постоји само шачица гена који су свеприсутни", што значи да су присутни у свим животним облицима, рекао је Мелников. Отприлике половина тих сачуваних гена кодира рибосомалне протеине, објаснио је он, чињеница која сугерише да протеини имају дуготрајно еволуцијско наслеђе, вероватно да се протеже до почетка самог живота. У еукариотама рибосомални протеини улазе у језгро које треба модификовати пре него што се постави на цитоплазму; уживају у лаком приступу језгру захваљујући својим НЛС-овима.
Упоређујући структуру рибосомалних протеина узоркованих из сва три подручја живота - Арцхаеа, Бакцтериа и Еукариа - Мелников је имао за циљ да уочи ове потписне секвенце. Арцхаеа групе које је истраживао спадају у оне које се данас могу наћи у природи.
Ево, Мелников и његове колеге пронашли су четири археална протеина опремљена сигурносним значкама сличним њиховим еукариотским колегама. НЛС-сличне секвенце појавиле су се у више група Арцхаеа, па су истраживачи закључили да се та карактеристика појавила почетком архејске еволуцијске историје. (Међутим, у Арцхаеа, НЛС вероватно углавном помаже организмима да лакше идентификују нуклеинске киселине, градивне блокове ДНК и РНК. Иако еукариотске НЛС такође служе овој функцији, оне су познатије по помагању протеинима у језгру.)
Тим је тестирао да ли су НЛС функционално измењиви у краљевствима живота, заменивши еукариотску значку за археолошку. Испод светлосног микроскопа чинило се да археални НЛС делују баш попут еукариотских НЛС-а и давали су својим протеинима ВИП приступ језгру. Упркос дељењу истих функција, НЛС-ови код еукариота и Археје можда нису еволуцијски повезани, кажу стручњаци.
Ииер, на пример, остаје сумњив у односу на овај налаз. НЛС се састоје од само пет до шест грађевинских блокова протеина, званих аминокиселине. Због кратке дужине и посебне хемијске структуре, НЛС се статистички вероватно појављују у протеинима случајно, рекао је Ииер за Ливе Сциенце.
Другим речима, археолошке и еукариотске секвенце могу се појавити независно и стога не би биле еволуцијски повезане. Ијер је рекао да ће бити уверенији ако даљим истраживањем открију археолошке НЛС у додатним протеинима, онима сличним онима који уђу у језгро еукариота.
"На крају, то само показује да су ове секвенце вероватно претходиле језграма", рекао је Бузз Баум, ћелијски и еволутивни биолог из МРЦ Лабораторија за молекуларну ћелијску биологију у Енглеској. Археје који деле многе генетске сличности са модерним еукариотама и даље немају језгре и органеле, објаснио је он, тако да је тешко видети како су ови НЛС-ови довели до развоја језгара.
- Екстремни живот на Земљи: 8 бизарних створења | Ливе Сциенце
- 7 теорија о пореклу живота | Ливе Сциенце
- Галерија: Дуга живота у Великом сланом језеру | Ектремопхилес | Ливе…
Првобитно објављено дана Ливе Сциенце.
