Este vorba de arcuri

Ce este acest organism, „Luka“, care este acum găsit biologi? Ce nume ciudat?

„Luka“ este ultimul strămoș comun universal - ultimul strămoș comun al tuturor organismelor vii existente. Așa cum noi toți - inclusiv ciuperci, bacterii, și ceea ce unii extremofile din adâncurile oceanului - rudele, este evident că noi toți împărtășesc strămoși comuni. LUCA nu este doar un strămoș comun, iar ultimul strămoș comun al tuturor formelor de viață cunoscute acum.

Este într-adevăr este acum posibil de a găsi un om de știință? Și el arată?

Nu, problema aici, în cuvintele „acum“ și „găsi“. În primul rând, conceptul unui singur ultimul strămoș comun nu este „acum“: ofera chiar si Darwin, privind dezvoltarea genomica în ultimele două decenii, a existat o mulțime de muncă pe natură moleculară specifică LUCA. În al doilea rând, nu se poate „găsi“ sub formă de viață LUCA - este o reconstrucție a modului în care a fost de a fi de miliarde de ani în urmă. Acest lucru se face pe baza unor studii ale genelor care reunesc toate viața existentă în prezent. Desigur, unele bacterii care trăiesc acum poate într-o anumită măsură să fie similar cu strămoșul nostru vechi comun, dar să fie ca el să fie și propriile sale - două lucruri diferite.

Și de ce cineva a decis că miliarde de ani în urmă a existat un fel de strămoș comun, din care a lăsat fosile ceva?

fosile LUCA într-adevăr plecat (dar stromatolite), dar urmărește evoluția genelor în celulele vii. Și acestea ar trebui să li se permită să se uite în istoria evoluției chiar mai adânc decât toate fosilă actuale sau viitoare.

Principalul argument în favoarea existenței LUCA este unitatea sistemelor moleculare cheie în celulele vii. De exemplu, bacterii, fungi, plante, oameni, si Archaea (organisme unicelulare fara nuclee care arata ca bacteriile, dar sunt mai aproape de animale și plante la nivel molecular) utilizează același cod genetic. Codul genetic determină secvența de ADN sau ARN este transformată într-o secvență de aminoacizi din proteină. Nici obiectiv (fizice sau chimice) trebuie, de exemplu, nucleotide ARN „CGU“ se înțelege o „alanină“ proteină de aminoacizi - nr. Cu toate acestea, o astfel de conformitate se observă în toate celulele, și, prin urmare, a fost moștenit de la un strămoș comun (ar trebui clarificat faptul că, în modificarea generală mică a codului genetic este încă acolo. Cu toate acestea, în astfel de cazuri, atrage imediat ochiul, că este modificărilor - adică, schimbări în standardul original - și nu despre orice versiune veche a codului).

În plus față de codul genetic universal, toate celulele vii de sute de alte gene-conexe. Mai ales o mulțime de gene universale in sinteza proteinelor: vom folosi toate foarte similar cu ribozomului (există două varietăți principale ale acestor organite - archaeal si bacteriene - dar într-un sens global, este aproape același lucru). Printre necesare pentru proteine ​​accesorii ribozomilor, prea multe universal populare. Totuși, în toate celulele vii au enzime comune care activează aminoacidul înainte de ao atașa la proteina în creștere, și suntem pentru sinteza ARN folosesc aproape aceeași ARN polimerază.

Este important de remarcat faptul că apariția unor astfel de similitudini, ca urmare a hazardului pur, sau chiar de convergență absolut incredibil. Convergența în evoluția - este atunci când, în condiții similare din materiale diferite, apar caracteristici similare, de exemplu: aripi de păsări și lilieci. De ce această oportunitate incredibilă? Din cauza structurii genei universale depinde în primul rând de istoria lor, și nu pe funcția lor actuală. De exemplu, puteți face la secvența universala de gene atat de multe schimbari artificiale, astfel încât aceste gene încă mai continua să lucreze. Acest lucru sugerează că necesitatea funcțională strânsă a genelor universale au fost exact așa cum le observăm acum, nr. Similaritatea dintre secvențele de gene ale diferitelor organisme pe care le vedem - este rezultatul unei origini comune, și nu funcția generală. Acesta este rezultatul existenței unui strămoș comun.

Ok, deci LUCA - este ceva ca o bacterie genomului primitiv este format din gene set universal pe care le știm în conformitate cu bioinformatica.

În acest caz, am putea învăța multe despre biologia și natura LUCA. Dar, din păcate, nu este.

Faptul este că, indiferent de ce metodă nu am reprezentat un set de gene universale, nu este suficient pentru existența chiar celulele cele mai primitive. Aproximativ vorbind, știm despre sute de familii de gene versatile (mai precis, este aproape un arbore universal de gene înrudite - Piulițe). Dar, în același timp, este clar că, chiar și celulele cele mai primitive nu a putut face mai puțin de cinci sute de proteine ​​codificare gene - adică, gena universala grav lipsesc pentru reconstrucția setului minim.

Recent, un grup de Craig Venter a fost obținut de evaluare experimentală interesantă a setului minim de gene la celule: oamenii de știință au sintetizat genomului artificiale a micoplasme parazite și dat afară din el tot ce era posibil (pe acest lucru, am scris deja în detaliu). Genomul minimalist bacteriei lasat 473 de gene. Aceasta, desigur, nu înseamnă că LUCA era același set, dar această cifră oferă o bună estimare aproximativă a mărimii genomului necesare.

Cu toate acestea, indiferent de modul în care am încercat să reconstitui genomul LUCA, mai importante sunt toate nu același lucru la detaliile specifice ale compoziției, și amploarea lacunelor observate. Este sigur să spun că, în înțelegerea noastră a genomului LUCA a căscat găuri. De exemplu, nu există nici o genă universală, oferind o replicarea ADN-ului (pentru un minut!). Nu există nici o biochimie membrana celulară universală a genelor, care lucrează foarte diferit in bacterii si Archaea. Nu are o genă universală în acest domeniu, nu putem fi siguri că LUCA a fost membranele celulare și ADN.

Nu poate fi universal, replicarea ADN-ului genei, în cazul în care toată viața celulară bazată pe ea? Și cum poți trăi fără membrană?

Este uimitor, dar adevărat: mecanismele de sinteza proteinelor și transcripției ARN în toate organismele sunt aproape la fel, dar cu ADN-ul și membrane situația este diferită. Archaea, bacterii și eucariote folosesc gene diferite, care nu au legatura care controleaza replicarea ADN-ului și biogeneza membrană. Situația este complicată de faptul că, în ciuda acestui fapt unele unele proteine ​​importante membrana sunt toate aceleași universale (componentele ATP-sintaza și SRP), dar cum s-a întâmplat - nu este clar.

Cum se poate explica existența găurilor căscat în genomul LUCA?

Există două abordări fundamental diferite. Una presupune că apariția precoce a vieții, în același timp, au existat două versiuni ale fiecăruia dintre sistemele care au lucrat într-un modul hibrid. Apoi, în diferitele linii ale vieții - Archaea și bacterii - versiuni diferite au fost pierdute, prin urmare, lipsa de uniformitate.

Și cum ar putea arăta LUCA (S), în conformitate cu această abordare?

Una dintre versiunile cele mai dezvoltate - este o evoluție în interiorul celulelor anorganice geotermale. În cazul în care, în același timp, există gradiente chimice obișnuite, furnizarea de energie protolife și structurat la nivel micro, care permite seturi de succes ale ARN-ului si exista proteine ​​in celulele separat, dar nu în mod izolat de mediul exterior. Fără o membrană celulară.

O proprietate remarcabilă a clusterelor este că acestea sunt permeabile la produse energetice și metabolism, dar păstrează un conținut de substanțe organice - aminoacizi, nucleotide etc. O astfel de semipermeabil - .. proprietatea Vital membranelor biologice. Acum este prevăzut cu o multitudine de proteine ​​transmembranare complexe, dar LUCA ei, se pare, nu a fost. Toate acestea fac din modelul geotermal subteran atractiv (dar în nici un caz singura) „acasă“ model pentru LUCA.

Ce altceva pentru a verifica acest subiect?

Literatura despre originea vieții este inepuizabilă, dar aici sunt unele cărți recente de diferite niveluri de complexitate în limba rusă:

Site-ul poate conține conținut care nu este destinat persoanelor sub 18 ani.