Хипотезата, че всички сложни форми на живот като растения и животни, включително хората - които имат клетки с ядро и се наричат еукариоти - са възникнали от симбиозата на археи и бактерии, намира все повече доказателства. Археята, направила този подвиг, да погълне древна бактерия, която оцелява, превръщайки се в нейни митохондрии (по-късно също растителни хлоропласти), е от една наскоро открита група, наречена асгардски археи.
Групата е наречена на обиталището на скандинавските богове - Асгард, а отделните видове - на самите богове от старогерманската митология като Один, Тор, Локи и Хеймдал. За този надтип и за вирусите, които ги заразяват, както и за ролята им в еволюцията на еукариотите, писахме вчера.
Сега друг екип изследователи от Университета Нагоя в Япония може да е открил важен елемент от липсваща връзка между бактериалните клетки и еукариотните клетки - т. нар. тубулин на археята Один.
Произходът на белтъка тубулин е от решаващо значение за разбирането на процеса на еукариогенезата, моментта, в която животинските и растителните клетки се отделят от бактериите, смятат авторите на статията в Science Advances.
В животинските и растителните клетки тубулинът образува микротръбички (микротубули), които изграждат скелета, поддържащ клетката, като й придава структура, форма и вътрешна организация.
Тъй като е толкова важно за клетката, разкриването на произхода на тубулина е също важна стъпка в разбирането как сложните клетки, открити в животните и растенията, се различават от единичните клетки на бактериите.
По часовниковата стрелка отляво: криоелектронна микрофотография на микротубули на Один, карта на плътността, изглед отгоре на картата на плътността. Кредит: Akihiro Narita
Група, ръководена от Акихиро Нарита (Akihiro Narita), доцент в Департамента по биологични науки на Университета Нагоя, в сътрудничество с Токийския технологичен институт, Университета Окаяма и Института за наука за живота на Земята, използва рентгенови лъчи за изследване на хомолог на протеина тубулин от археята Один Odinarchaeota.
"Структурата на нишките му бе изненадваща. Диаметърът бе 100 нанометра, което е много по-широко от микротубулите на еукариотите", обяснява Нарита. "Архитектурата също бе уникална. Молекулите полимеризират в дъги, които след това се сглобяват в гъвкава спирала. Можем да разглеждаме тази спирална структура като междинно звено в еволюцията между FtsZ, бактериален тубулинов хомолог, който също полимеризира в пръстени, и тубулинът, открит в растителните и животинските клетки."
Групата на професор Нарита обяснява и как може да еволюира тубулинът.
Те предполагат, че той се е появил преди възникването на растителните и животински клетки. Оформянето на хромозомите с нарастващ размер и увеличаването на размера на клетката по време на еукариогенезата може да е изисквало развитието на по-твърди тубули за навигация в разширяващите се клетъчни разстояния и/или нарастването на полезните товари. Това може да доведе до еволюционен натиск, който да стимулира преминаването от гъвкав тип към по-твърдия модел на успоредни протофиламенти, наблюдаван в микротубулите.
Вижте тази емблематична анимация от Harvard's Inner Life of a Cell, която изобразява как кинезиновите моторни протеини транспортират вътреклетъчния товар през цитоплазмата към периферията на клетките. Задвижвани от АТФ, те активно се движат по микротубулите и са от съществено значение за движението на компоненти, твърде големи, за да пътуват чрез дифузия.
Професор Нарита е развълнувана от последиците от техните открития. Той казва, че "вярваме, че е много вероятно микротубулите да са средата на еволюционния процес. Това откритие разкрива част от това как еукариотите - включително и ние - са възникнали."
Справка: Caner Akıl et al, Structure and dynamics of Odinarchaeota tubulin and the implications for eukaryotic microtubule evolution, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm2225
Източник: Tubulins named after the Norse god Odin may be the missing link between single-celled organisms and human cells
Nagoya University
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари