Кому не нужны митохондрии

В пищеварительном тракте позвоночных животных живёт несложный организм, у которого ни при каких обстоятельствах не было митохондрий.

Вся жизнь делится на три домена: бактерий, архей и эукариот, где эукариоты – это растения, животные, водоросли, огромная масса и грибы небольших одноклеточных существ, именуемых несложными.

Несложный организм Monocercomonoides, у которого ни при каких обстоятельствах не было митохондрий. (Фото Vladimir Hampl / Charles University.) Кишечная лямблия относится к группе несложных, у которых митохондрии редуцировались за ненадобностью. (Фото AJC ajcann.wordpress.com / https://www.flickr.com/photos/ajc1/4606827436.) Митохондрии клетки лёгкого в разрезе. (Фото Kallista Images / Visuals Unlimited / Corbis.)‹ ›

Разнообразие эукариот, как видим огромно, достаточно сравнить одноклеточную инфузорию либо малярийного плазмодия с очень многоклеточным человеком, но кое-какие особенности неизменно присутствуют у всех эукариотических организмов, и одна из таких изюминок – наличие в клетках митохондрий. Так именуют мембранные структуры, каковые являются энергетическими станциями – в митохондриях идут химические реакции по извлечению энергии из расщепляемых молекул.

У митохондрий имеется личная ДНК, кодирующая ферменты, каковые нужны для энергетических реакций, и у них имеется личный аппарат для синтеза этих белков; помимо этого, кое-какие гены, необходимые для функционирования митохондрий, имеется в ядерных хромосомах – главном клеточном хранилище генетической информации.

И вот оказалось, что кое-какие эукариоты смогут обходиться без митохондрий. Владимир Хампл (Vladimir Hampl) из Карлова университета в Праге вместе с сотрудниками из Университета Альберты, Университета Далхаузи и Остравского технического университета разместил в Current Biology с описание несложного Monocercomonoides, живущего в пищеварительном тракте позвоночных животных. Характерная изюминка Monocercomonoides пребывает в том, что митохондрии у него не просто нет – их ни при каких обстоятельствах и не было.

Тут направляться уточнить, что в действительности про безмитохондриальных эукариот известно довольно в далеком прошлом – имеется такая несколько жгутиковых несложных, как Metamonada, у которых нет этих энергетических органелл. (Как пример возможно привести кишечную лямблию, возбудителя лямблиоза у человека.)

Считается, но, что изначально митохондрии у метамонад были, легко они позже в эволюции потеряли. Тому имеется определённые доказательства: во-первых, у некоторых метамонад остались рудименты митохондрий, именуемые митосомами и гидрогеносомами, во-вторых, в геноме таких несложных остались гены, каковые когда-то определённо относились к митохондриям, а кое-какие из таких генов по большому счету принадлежали собственной митохондриальной ДНК, переместившись в ядро по окончании того, как митохондрии начали деградировать.

Что до митосом и гидрогеносом, то трудиться, как митохондрии, они не смогут, но при том в них в каком-то виде остаются серы атомов и кластеры железа, каковые употребляются в окислительно-восстановительных реакциях, например, в окислительных энергетических реакциях «обычных» митохондрий. Словом, универсальность митохондрий от присутствия на свете таких вторичнобезмитохондриальных существ никак не страдала.

Но в геноме Monocercomonoides (что, кстати, входит в ту же многочисленную группу метамонад) не нашли никаких следов митохондриальных генов – ни тех, каковые были в митохондриальной ДНК, ни тех, каковые кодировали белки митохондрий, пребывав в ядре.

Те, о ком шла обращение выше, кто вторично потерял митохондрии, поступили так вследствие того что им приходится жить в том месте, где мало кислорода. Митохондрии приобретают энергию посредством кислородного окисления, лишь процесс данный растянут на большое количество этапов и большое количество белков; ну а вдруг кислорода нет, то и вся окислительная кухня митохондрий, получается, не нужна.

Monocercomonoides также живут в условиях с низким содержанием кислорода (в желудочно-кишечном тракте), так что отсутствие митохондрий у них объяснимо – но, как мы уже сообщили, неприятность тут в том, что митохондрий, "Наверное," у Monocercomonoides ни при каких обстоятельствах и не было; более того, у них кроме того нет белков, каковые были бы хоть в чём-то похожи на митохондриальные ферменты.

Митохондрии не только являются энергетическими станциями, они ещё собирают упомянутые выше серы кластеры – и атомов железосерные комплексы железа, каковые смогут приобретать, отдавать, переносить либо накапливать электроны и каковые употребляются клеткой большое количество где. Митохондрии их собирают и экспортируют в цитоплазму, а в том месте железосерные кластеры уже встраиваются в какие-то ферменты.

Как выходят из положения Monocercomonoides? Оказалось, что они позаимствовали соответствующую совокупность синтеза железосерных кластеров у бактерий, у которых также ни при каких обстоятельствах не было митохондрий, но которым также необходимо проводить химические реакции, которые связаны с переносом электронов. Гены бактериальных белков, разумеется, попали в Monocercomonoides посредством горизонтального переноса, другими словами несложный как-то «съел» бактериальную ДНК (или в свободном виде, или вместе с хозяином), а позже встроил её в собственный геном.

Эксперты до тех пор пока комментируют новую работу достаточно с опаской, выказываясь в том смысле, что как же мы мало знаем ещё про эволюцию эукариот и какое количество всего нового мы можем определить, в случае если будем уделять больше внимания малоисследованным одноклеточным.

На посторонний взор тут, само собой разумеется, напрашивается вывод, что подобно Monocercomonoides давным давно имел возможность смотреться один из предков эукариот, что-то наподобие «переходного звена» между бактериями и археями, с одной стороны, и новым, нарождающимся доменом, с другой. Вправду, поскольку в других отношениях Monocercomonoides – в полной мере себе эукариот, у него имеется ядро и другие эукариотические внутриклеточные органеллы.

Но вывод о «переходном звене» – всё-таки через чур сильное утверждение, и чтобы на примере Monocercomonoides рассуждать обо всей эволюции эукариот в целом, необходимо поподробнее изучить и его самого, и других родственных ему несложных.

По данным The Scientist.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Биологические часы дневных и ночных зверей отличаются по нейронному устройству
• Раны от копья рассказывают о жизни «простолюдинов» в египте

МитохондрияЧто такое Митохондрия и её функции

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Митохондрии и вирусы влияют на работу ядерных генов

  ДНК митохондрий и РНК вирусов смогут маскировать эффекты от мутаций, попавших в хромосомные гены – по крайней мере, в дрожжах. В то время, когда в 2003…

• Птицы и зебры: кому и для чего нужна маскировка

  В случае если маскировочная окраска некоторых птиц вправду трудится для защиты гнезда от хищников, то с зебрами всё уже не так разумеется. Животные…

• Кому нужны религиозные ритуалы людям или паразитам?

  Хорошее объяснение религиозных ритуалов и распространённости религии дает теория мемов. сам термин и Концепция «мем» были предложены эволюционным…

• Нужны ли детям занятия музыкой

  Ваш ребёнок не желает ходить в музыкальную школу? Попытайтесь убедить его не бросать занятия – игра на музыкальном инструменте идёт на пользу…