Роднини на първата митохондрия може да живеят и днес в геотермални горещи извори

Ваня Милева Последна промяна на 16 август 2023 в 00:01 4403 0

Учени са идентифицирали потенциални роднини на древния микроб, дал началото на първата по рода си

Кредит Wikimedia Commons

Учени са идентифицирали потенциални роднини на древния микроб, дал началото на първата по рода си "електроцентрала" в нашите клетки. Томографско изображение на повърхността на мембраната на митохондрия.Структура на мембранните отделения на типична ламеларна митохондрия.

Учени съобщават, че са идентифицирали потенциален жив роднина на древния микроб, който е дал началото на важен компонент в нашите клетки, наричан "електроцентралата на клетката".

Преди повече от милиард години една проста клетка е погълната от друга и никога не я напуска, а нейните потомци се превръщат в митохондрии, така наречените електроцентрали на клетките.

Но дори и сега, бактериални роднини на тази първа уловена клетка - протомитохондрия, както я наричат ​​изследователите - могат да бъдат намерени плаващи в съвременни горещи извори според ново проучване.

Протомитохондриите дават началото на клетъчния енергиен център на еукариотите - такива са всички животни, растения, гъби и протисти, чиито клетки съдържат структури, наречени органели, които изпълняват специфични функции. Въпреки че митохондриите все още имат своя собствена ДНК, която е достъпна за анализ, изследователите не са определили окончателно кои видове съвременни бактерии могат да произлязат от протомитохондриите.

В новото проучване, публикувано наскоро в списание Science Advances, авторите са изследвали генетичните черти, които позволяват на бактериите да изпълняват определени функции, които са от съществено значение за протомитохондриите, като производството на мазнини за митохондриалните мембрани. Използвайки тези генетични критерии, изследователите са посочили определен тип бактерии, за които досега не се е предполагало, че произлизат от протомитохондрии и които живеят в условия, подобни на тези, които биха поддържали живота в древните океани на Земята.

От 1,6 милиарда до 1,8 милиарда години, откакто са възникнали митохондриите, генетичният подпис на протомитохондриите "е бил разреден, разбъркан и … съвсем малко е останало", обяснява пред Live Science Мауро Дегли Еспости (Mauro Degli Esposti), старши автор на статията и изследовател в Центърът за геномни науки към Националния автономен университет на Мексико.

Изследователите пресяват хранилище от 314 генома на алфапротеобактерии - класът бактерии, от който изследванията предполагат, че идват протомитохондриите - търсейки гени, които кодират основни протеини.

Някои от най-важните от тези гени, разказва Дегли Еспости, служат за същата цел като тези, които митохондриите използват за производство на енергия с помощта на кислород, както и без кислород.

Други гени ще са необходими за създаването на определени мазнини, включително кардиолипини. Тези мазнини се намират в прокариотите - организми, чиито клетки нямат органели - и в митохондриалните мембрани и някои восъчни молекули на еукариотите.

Бактериите от разреда Iodidimonadales отговарят на най-голям брой от тези генетични критерии, което кара изследователите да решат, че тези бактерии могат да бъдат тясно свързани с протомитохондриите. Тези бактерии живеят на различни места, включително сладководни и океански геотермални извори, екстремна среда, подобна на някои в океаните на Земята преди близо 2 милиарда години.

Никога преди това бактериите Iodidimonadales не са били маркирани като потенциални потомци на протомитохондриите и нямат всички черти, които изследователите смятат за основни.

Екипът приписва това на "страничния (хоризонтален) генен трансфер", процес, който бактериите използват, за да предават гени една на друга и начин, по който могат да загубят гени с течение на времето.

Разглеждането на тези генетични черти е логичен подход, коментира пред Live Science Серхио Муньос-Гомез (Sergio Muñoz-Gómez), асистент по биологични науки в университета Пардю, който не е участвал в изследването. Подходът обаче има недостатъци, така че допълва, но не замества по-традиционните методи, като изграждането на родословни дървета въз основа на генетиката на организмите.

Използвайки методите на изследването, отбелязва Муньос-Гомез, изследователите може погрешно да идентифицират видове, които споделят черти с протомитохондриите поради конвергентна еволюция, при която подобни черти се развиват независимо при видове без общ произход.

По-доброто разбиране на това как са се развили митохондриите потенциално би могло да ни помогне да разберем болестите, при които митохондриалната функция се нарушава, като болестта на Паркинсон, посочва Дегли Еспости.

Освен медицинските приложения, изучаването на произхода на митохондриите може да ни помогне да разберем как е възникнал целият сложен живот, включително хората.

"Това е начин да се доближим до отговора на въпроса откъде в крайна сметка идваме и как сме еволюирали от нашите далечни предци", коментира Муньос-Гомес.

Справка: Otto Geiger et al. ,Multiple approaches of cellular metabolism define the bacterial ancestry of mitochondria.Sci. Adv.9,eadh0066(2023).DOI:10.1126/sciadv.adh0066

Източник: Relatives of the 1st mitochondria may be living in geothermal hot springs today, Live Science

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !