Клетки с ядрами несут определенное сходство с простым архей клеток, которые могут помочь прояснить их неразличимости эволюционном прошлом.

Акции

illustration of the interior of the nucleus
(Изображение: © Урфин/Компания Shutterstock)

 

Ученые обнаружили недостающее звено между простыми и сложными клетками, которые составляют все животные, растения и грибы.

Ученые считают одноклеточные организмы, называемые археи лежать между примитивными бактериями, что отсутствие ядра, более сложные клетки, или эукариот, на эволюционной шкале. Как и их кузены бактерий, архей отсутствует ядро, но микробы, содержат ДНК и ДНК-репликации ферменты, которые напоминают те, в эукариот.

Некоторые ученые предполагают , что эукариоты развивались примерно 2 млрд лет назад из этих промежуточных организмов, когда древний архей схватил проходящего микроорганизм, всосал его в свой клеточный живота, и превратили ее в импровизированный ядра. Другие предполагают , что предком архей разослал блуждающие «blebs», построенный из собственной клеточной стенки, что вцепилась, а затем интегрированы полезные одноклеточные организмы, которые функционируют как современные органеллы, или органных структур внутри клеток, выполняющих специализированные функции.

Подробности вокруг этого главные эволюционные события остаются неясными, частично потому что ученые нашли мало доказательств переходного периода между простыми и сложными клетками. Но теперь, исследователи выявили потенциальный мост между прокариотами и эукариотами: поразительное сходство закодированных в их белков.

В эукариоты, некоторые протеины носите коротких последовательностей, известных как сигналы ядерной локализации или Нлсс для того, чтобы попасть в ядро. Белки транспортера связь с Нлсс, а затем сопроводить другой молекулы через поры в ядерной мембране. В сущности, акт Нлсс как знак сотовой безопасности.

Хотя и археи отсутствие ядер, некоторые из их белков в любом случае нести НЛС-как значки, по данным исследования, опубликованного в сентябре. 10 в журнале молекулярной биологии и эволюции. Авторы предполагают, что Нлсс предшествуют происхождение ядра и, возможно, служил в качестве эволюционной ступенью, что позволило археи постепенно эволюционируют в сложный жизни.

«Природа стремится изобрести из того, что он уже имеет», — говорит эволюционный биолог Сергей Мельников, научный сотрудник Йельского университета и соавтор исследования.

Этих NLS значки предоставить доказательства промежуточной формой между простой и сложной клетки — нахождение эквивалентного раскрытия птицеподобный динозавр или ползком рыбы, как палеонтолог, Мельников рассказал Живой науки. «Это довольно уникальный заявить, что они существуют в архей…никто пока даже не думал, что они должны искать Нлсс в архей», — сказал вычислительный биолог Аравинд Айер, который изучает белка и геномной эволюции в Национальном центре биотехнологической информации, но не был вовлечен в текущее исследование.

Но не все уверены: что эксперты живут наукой, которая Нлсс не может быть эволюционной дымящийся пистолет, который показывает, как простые клетки развились в более сложные.

Связанных с тем, что студенты хотят знать о клетках

Рытье для сотовых окаменелости

Вместо того, чтобы копаться в останки, Мельников пошел копаться клеток рибосомных белков, чтобы собрать воедино их эволюционной истории. (Рибосомы являются клеточными фабриками, которые помогают собрать белков.)

«Есть только горстка генов, которые являются повсеместными», то они присутствуют во всех формах жизни, — сказал Мельников. Около половины из них законсервированы гены кодируют рибосомальные белки, он объяснил, что свидетельствует о том, что белки имеют длительный эволюционный наследие, возможно, восходит к началу самой жизни. В эукариот, рибосомы белки поступают в ядро, чтобы быть изменены до создания магазина в цитоплазме; они наслаждаются легким доступом к ядру благодаря их Нлсс.

Путем сравнения структуры рибосомных белков, взятых из всех трех доменов жизни — архей, бактерий и Eukarya — Мельников, направленных на место этих фирменных последовательности. В архей групп он исследовал относятся к числу тех, которые можно встретить сегодня в природе.

Глядь, Мельников и его коллеги раскопали четыре архейных белков оснащен знаки безопасности, схожую с их эукариотическими аналогами. Появились НЛС-подобных последовательностей в нескольких группах архей, поэтому исследователи сделали вывод, что эта функция появилась в начале эволюции архей истории. (В археи, однако, НЛС, вероятно, в основном помогают организмов более легко идентифицировать нуклеиновые кислоты-строительные блоки ДНК и РНК. В то время как эукариотические Нлсс также выполняют эту функцию, они лучше известны за помощь белков в ядро.)

Команды решили проверить, будет ли Нлсс функционально взаимозаменяемы между царствами жизни, заменив значок эукариотических для архей один. Под световой микроскоп, в Нлсс архей появились в работе как и эукариотические Нлсс и удовлетворил их связанные белки VIP-доступ к ядру. Несмотря на разделяющие те же функции, Нлсс у эукариот и архей не может быть эволюционно связаны, говорят эксперты.

Айер, например, остается сомнительной находки. Нлсс составляют всего пять-шесть белок для построения блоков, называемых аминокислотами. Из-за их малой длины и конкретной химической структуры, Нлсс статистически, скорее всего, появится в белки случайно, Айер рассказал Живой науки.

Иными словами, архейных и эукариотических последовательностей, возможно, появлялся самостоятельно и, следовательно, не было бы эволюционно связаны. Сказал Айер он был бы более убежден, что если дальнейшие исследования раскрывает архей Нлсс в дополнительных белков, похожих на те, что входят в ядро у эукариот.

«В конце концов, это просто показывает, что эти [НЛС-как] последовательностей, вероятно, предшествовали ядер», — сказал Базз Баум, клетка и эволюционный биолог в лаборатории MRC для молекулярной клеточной биологии в Англии, «Живая наука» по электронной почте. Археи, которые разделяют многие генетические сходства с современной эукариот все еще не имеют ядра и органелл, пояснил он, поэтому трудно понять, как эти Нлсс привели к разработке ядра.

  • Экстремальная жизнь на Земле: 8 странных существ | Живая Наука
  • 7 теорий о происхождении жизни | Живая Наука
  • Галерея: Радуга жизни в Большое Соленое озеро | экстремофилы | Живая …

Первоначально опубликовано на прямую науки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *