Главная проблема жизни на Земле
В прошлом году на дне Атлантического океана ученые обнаружили Локи — потерянное звено между эукариотами и прокариотами, организм, который может помочь ответить на вопрос, как появились первые клетки с ядром и митохондриями. «Лента.ру» ознакомилась со статьей микробиолога Гаутама Дея (Gautam Dey) в журнале Trends in Cell Biology о том, что представляет собой первый эукариотический организм.
Эукариоты — гигантская группа (домен) живых организмов, включающая в себя человека, обезьян, кошек, насекомых и амеб. Всех объединяет то, что в их клетках содержатся мембранные органоиды: ядро, митохондрии, пластиды. Ученые установили, что сами эукариоты — плод симбиоза существ из двух других (доядерных или прокариотических) доменов: бактерий и архей.
Клетки эукариот значительно отличаются от прокариот. Например, их масса на один-два порядка больше массы бактерий и архей. Еще одно весьма заметное отличие эукариот — внутренние мембраны, разделяющие их цитоплазму на многочисленные отсеки — компартменты. Движение компартментов и их распределение во внутренней среде клетки регулируется рядом специфических белков, ранее в прокариотах не встречавшихся.
Ученые в течение десятилетий спорят о том, какова должна быть клеточная и генетическая природа последнего общего предка эукариот (LEKA) — организма, от которого произошли все имеющие ядро клетки. Считается, что эукариоты — это результат симбиоза археи, игравшей роль клетки-хозяина, и бактерии, что дала начало митохондриям. Однако была серьезная проблема: не хватало промежуточного звена, способного перекинуть мост через пропасть между прокариотами и эукариотами, сильно отличающимися размерами и по степени сложности организации.
Помощь пришла с неожиданной стороны. Технологии расшифровки ДНК становятся все дешевле и доступнее. Теперь есть возможность собирать геномные данные из различных сред, где обитали археи и бактерии. Дело в том, что далеко не все микроорганизмы удается культивировать в условиях лаборатории. Ведь они живут порой в крайне специфических условиях, например, в геотермальных источниках. Но можно собрать пробы, обработать клетки реактивами для выделения ДНК и определить последовательности нуклеотидов, чтобы найти специфические гены. Так расшифровали геномы многих архей, и выяснилось: прокариоты содержат последовательности, аналогичные тем генам, что, как раньше думали, встречаются только у эукариот.
Что это за гены? Во-первых, те, что кодируют белки, формирующие пререпликационный комплекс, необходимый для копирования ДНК. Во-вторых, последовательности, кодирующие убиквитин, участвующий в регуляции активности других белков. В-третьих, гены, отвечающие за синтез актина, тубулина и белка ESCRTIII — молекул, нужных для придания мембранам определенных форм и считавшихся специфичными для эукариот.
Установлено, что основная часть белковых механизмов, определяющих внутриклеточную архитектуру ядерных клеток, происходит от белков, присутствующих у архей группы TACK. В TACK входят типы Thaumarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota и Korarchaeota. Недавно обнаруженные в Атлантическом океане Lokiarchaeota, также относящиеся к указанной группе, подтвердили эту теорию. Дело в том, что в локиархеях, чей геном был выделен в 2015 году из клеток, собранных возле гидротермального источника «Замок Локи», выявили 175 генов, кодирующих белки, похожие на эукариотические. В их число входят и ESPs (eukaryotic signature proteins) — белки, считавшиеся уникальными только для ядерных клеток. Когда ученые построили эволюционное дерево — схему, показывающую родство между различными организмами, — оказалось, что локиархеи ближе к эукариотам, чем к другим археям. В качестве аналогии можно привести шимпанзе: по своему ДНК этот примат ближе к людям, чем к другим обезьянам.
Loki — первый прокариотический организм, в котором обнаружены белки, напоминающие эукариотические ГТФазы. Это открытие очень воодушевило ученых, поскольку в ядерных организмах ферменты ГТФазы — ключевой элемент управления цитоскелетом, подвижностью клеток, обособляемостью компартментов и внутриклеточным транспортом. Возникает вопрос: зачем локиархеям все это нужно?
Есть предположение, что ГТФазы нужны локиархеям, потому что эти прокариоты имеют примитивные мембранные органеллы и транспортную систему, напоминающую транспортную систему эукариот. Локи мог поглотить бактерии при помощи фагоцитоза, в результате чего обзавелся внутренними симбионтами, позднее ставшими аналогами митохондрий. Однако может оказаться, что на самом деле Локи — небольшой организм, чьи «эукариотические» гены выполняют другие, регуляторные функции. Значит, локиархеи стоят в самом начале пути превращения в ядерные клетки. Они постепенно обзаводятся эукариотической внутриклеточной архитектурой через обмен генами со своим бактериальным партнером. С этой точки зрения эукариогенез является результатом равноценного сотрудничества между бактериями и археями. Какая из альтернатив верна, покажет только непосредственное изучение Loki.
Может сложиться впечатление, что раз нам известны гены локиархей, мы могли бы воспроизвести внешний вид клетки и понять все, что нам нужно. Однако это не так-то просто. Между генотипом (совокупностью генов) и фенотипом (совокупностью признаков и черт организма) большое расстояние. Например, похожие друг на друга гены в разных организмах могут выполнять различные функции. Всего лишь маленькая разница в ДНК-последовательности гена, кодирующего белок актин, способна привести к большим изменениям в цитоскелете и во внешнем виде клетки. Однако некоторые выводы из генетического сходства все же можно сделать. Естественно, без самого Loki это будут спекуляции, но вполне вероятные.
У эукариот есть липид-модифицирующие ферменты, обеспечивающие взаимодействие ГТФаз с мембранами. Вроде бы очевидно, что и ферменты, и ГТФазы должны эволюционировать вместе, однако у Loki не оказалось ортологов (похожие соединения, выполняющие похожие функции) модифицирующих белков. Не исключено, что у локиархей существуют какие-то иные механизмы, способствующие соединению ГТФаз с мембранами, либо ГТФазы вообще играют другую роль.
Есть ли способ узнать, какой из этих вариантов более вероятен, просто взглянув на ДНК архей? Можно посмотреть, например, на опероны — структурные особенности организации генома у прокариот. Они включают в себя участки ДНК и гены (цистроны), выполняющие связанные друг с другом функции. Таким образом, рядом с генами, кодирующими ГТФазы, обнаруживаются гены, отвечающие за синтез белков. Они могли бы подсказать, какова функция ГТФаз. Если подтвердится, что эти ферменты играют какую-то другую роль, то, возможно, их функции похожи на те, что выполняют другие малые ГТФазы, — те, что контролируют транспортировку веществ между ядром и цитоплазмой.
Если последнее верно, тогда мы действительно должны признать, что ГТФазы в Локи выполняют регуляторные функции и не участвуют в фагоцитозе. Скорее всего, Lokiarchaeota имеют ядро и примитивные внутренние мембраны, но еще не обзавелись митохондриями. Эти организмы демонстрируют, как могли бы выглядеть археи, вставшие на путь превращения в ядерные клетки. Их тесное взаимодействие с альфапротеобактериями, предками митохондрий, позволило последним обосноваться внутри архей, но уже после того, как произошло массивное заимствование генов.
https://lenta.ru/articles/2016/06/17/eukariots/
Последние аномальные новости

Ведьму арестовали за неосторожное обращение с огнем

Вода сохранялась в марсианском кратере намного дольше

Вторжение яйцевидных НЛО в окрестностях Левелленда

Голубые сверхгиганты образовываются из слияния двух звезд

Домашние роботы со здравым смыслом

Есть места, куда сталкеры боятся ходить

Жизнь можно обнаружить в отдельном инопланетном зерне

Инопланетяне приглядывают за атомными станциями Индии

Как и когда можно увидеть дьявольскую комету

Люди скоро превратяться в Боргов

Миссия по сбору ресурсов с астероида Апофис

НЛО замечен над атомной станцией в Тамилнаду

Обнаружен потенциально обитаемый водный мир

Планетарный каннибализм распространен среди звезд

Половина всех менеджеров стремятся заменить работников ИИ

Полупроводниковые волокна для одежды людей

Рождение и смерть гигантских звезд

Тайна врат в Ад Иераполиса

Темная материя может образовывать звезды

Элитные коммандос обнаружили НЛО

Жители острова Пасхи посещали Южную Америку

Загадка образования первых галактик

Загадочный проект 'Синий луч' в действии

Замаскированный НЛО замечен над Португалией

Изучение экзотических звездных явлений

Космический телескоп распутал историю нашей галактики

Марсианский вертолет мог бы стать бортовым геологом

НЛО замечен над Южной Африкой

НЛО летают над атомными электростанциями Индии

Новый троянский астероид нашли на орбите Марса

Обнаружены четыре новых экзотических белых карлика

Понимание коррозии позволяет создавать новые металлы

Сверхмассивная черная дыра не оправдывает ожиданий

Секреты пояса Ван Аллена раскрыты

Стареющие коричневые карлики становятся одинокими

Таинственный свет в небе над Сан-Антонио

Темная материи поможет понять эволюцию галактик

Уфологи могут научить нас политической паранойе

Элитные коммандос захватили НЛО

Японский летчик-истребитель рассказал о НЛО

Бигфут и сасквоч - инопланетные гибриды

Выявили лучшие места в США для обнаружения НЛО

Инопланетяне дали нам план Стоунхенджа

Инопланетяне используют невероятные технологии

Культурная площадь в Розуэлле примет уфо-фестиваль

НЛО вблизи ядерных установок ставят экспертов в тупик

НЛО замечен над поверхностью Луны

Оборона землян будет быстро подавлена инопланетянами

Общественный колледж Портленда предлагает курс по НЛО

Одна из дюжины звезд поедает свои планеты

Официальные лица США ничего не знают о НЛО

Планетологи пытаются оценить толщину льда на Европе

Поиски обломков рейса MH370 дали новую надежду

Пришло время изучить лунные лавовые трубки

Самые паранормальные места в Нью–Йорке

Строительные блоки жизни стабильны в условиях Венеры

Уинстон Черчилль скрывал информацию об НЛО

Уфологи устремились на юг Франции

Фестиваль НЛО пройдет в апреле в Эдинбурге

Шведский архив регистрирует паранормальные явления

Автокресло

Влияние накрутки реакций в Telegram на контентную стратегию. Анализ и рекомендации

Астрофизики дадут подсказку в поисках темной материи

Более 1500 наблюдений НЛО над Великобританией за 4 года

Британский взгляд на внешность инопланетян

В Великобритании замечено почти 2000 наблюдений НЛО

ИИ ChatGPT является очень эффективным инструментом

Как были сделаны татуировки ледяного человека Эци

Как, по мнению британцев, выглядят инопланетяне

Китай может начать атаку на США с Луны

Китай строит ядерный космический двигатель

Люди изменили свои суждения под воздействием ИИ

Наблюдения НЛО в районе Тиссайда

Наблюдения НЛО над Ноттингемширом за последние три года

Намеки на третью планету системе PDS 70

Начались продажи электрических летающих такси

Нашли одну из древнейших звезд

Один астероид создал более 2 млрд вторичных кратеров

Пентагон усердно скрывает информацию об НЛО

Плавающие кристаллы замедляют старение звезд

Планетарная геофизика поможет в поиске инопланетян

Последние наблюдения НЛО в Лестершире

Почему миллиардеры по всему миру строят бункеры

Рентген показал каменного младенца внутри женщины

Робот, который выполнил сальто назад без гидравлики

Сбитый с толку астроном заметил НЛО над Луной

Следующий имплант Neuralink подарит зрение слепым

Собираются создать лунную железную дорогу

Создали импульсный двигатель на водяном топливе

У людей с гаванским синдромом не выявили повреждений мозга

Флотилия НЛО замечена над горой Шаста

Эра ИИ наступит быстрее, чем мы думали

Анализ может привести к изменению парадигмы о НЛО

Более 1500 наблюдений НЛО над Англией за 4 года

В Башкирии заметили падение с неба светящегося шара

Вампиршу XVI века похоронили с кирпичом в зубах

Детей из Зимбабве мучает полтергейст

Екатеринбуржцы увидели НЛО в облаках над городом

Жительница Эдинбурга заметила дискообразный НЛО

Загадка Безумного камня

Йог 22 года медитирует на жутком холоде

Как мы будем с ними разговаривать с инопланетянами

Легендарная подземная школа чернокнижников

Мы увидим полностью созданные ИИ игры через 5-10 лет

Наблюдения НЛО в Англии с 2020 года

Наблюдения НЛО над Мерсисайдом

Наркомана убила статуя Будды

НАСА обнаружит жизнь на Европе к 2030 году

Нечто с длинной шеей попал на камеру наблюдения

НЛО пролетает над поверхностью Луны

НЛО сбили в бразильском городе Пау Гранде

Новые изображения дьявольской кометы

Новые необычные наблюдения НЛО в районе Ковентри

ООН приняла эпохальную резолюцию по ИИ

Полемика вокруг загадочных сферул не утихает

Процедуры отчетности о НЛО и утилизации материалов

Рост числа государственных служащих-роботов

Самые реалистичные сценарии Апокалипсиса

Ужасающее заболевание - синдром лица демона

Что предсказал Нострадамус России

Штаты США, где вы будете похищены инопланетянами

Эволюция мозговых чипов

Бетти Андреассон провела у пришельцев несколько часов

Где в США лучшее место, чтобы увидеть НЛО

Загадочный космонавт Солуэй Ферт

Интерактивная карта НЛО в Великобритании

Истинно верующие атаковали бывшего главу AARO

Историческая уфологическая хроника

Лучшее место для встречи с инопланетянами

Не ждите правды от правительства США о НЛО

Несколько НЛО были замечены над Орегоном

Нефтянник заметил НЛО в форме тарелки

НЛО заметили в штате Миннесота

НЛО над фермой в Орегоне

НЛО украл шесть дней из жизни Трэвиса Уолтона

Офицер полиции Лонни Замора заметил НЛО

Парень заметиил НЛО прежде чем они растворились

Первая трансплантация ГМ-почки свиньи пациенту

Похищение Бетти и Барни Хилл одно из самых странных

Сексуальные эксперименты инопланетян над землянами

Тайна наблюдений НЛО вблизи ядерных объектов

Уфологи терроризируют бывшего директора AARO

Азиатская Зона 51 проводит фестиваль

Астероид изменил форму после удара зонда землян

Вы когда-нибудь сталкивались с инопланетянами в Айдахо

Изменяющий форму НЛО замечен над Бирмингемом

ИИ комментирует теории заговора о Кеннеди

ИИ может заменить умерших близких людей

ИИ становится волком с Уолл-стрит

Масштабная уфо-конференция все ближе

Модель Эбби Клэнси боится инопланетян

Нашли лучшее место для наблюдений НЛО в США

НЛО в форме тарелки парил над нефтяной вышкой

Одержимая женщина помочилась черным

Пациент Neuralink с параличом конечностей играет в шахматы

Похищение в Паскагуле покажут на Netflix

Почему так много людей все еще верят в НЛО

Сверхпроводимости при комнатной температуре не существует

Уфологи собрались у офиса Чака Шумера в Нью-Йорке

Уфологи устремились в тихий город Лимож

Уфологическая неделя на британском ТВ

Я вырос, мучимый злыми демонами, теперь я экзорцист

Быстрые займы онлайн

Аватар никогда не будет лгать или будет

Адмирал ВМС видел секретные файлы об НЛО

Водород обеспечивал энергию при зарождении жизни

Высокоскоростная камера зафиксировала полет НЛО

Добровольцы обнаружили 15 редких активных астероидов

Инопланетяне более чем реальны

Как Земля остается пригодной для жизни

Может ли земная жизнь выжить у красного карлика

Наблюдения НЛО в Арканзасе

Нам следует изучать на неопознанные подводные объекты

Нейтринный фон мог бы многое рассказать нам о Вселенной

Нехватка воды приводит к образованию кругов фей

НЛО замечен над Лас-Вегасом и горой Спирит

Оператор нефтяной вышки заметил НЛО

Опубликована карта активных черных дыр

Песчаные дюны Титана состоят из разбитых маленьких лун

Сколько времени потребуется, чтобы обойти Марс

Таинственные звери Японии. Жуткие ползающие твари

Тайна сознания. Чего может достичь наука

Уфо-конференция стоимостью 160 фунтов за билет

Британский спецназ обнаружил сбитый НЛО

Воспроизвели самую раннюю форму жизни в лаборатории

Где замечали рейс MH370 на картах Google

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика