Bilim adamları, tüm hayvanları, bitkileri ve mantarları oluşturan basit ve karmaşık hücreler arasında eksik bir bağlantı bulmuş olabilirler.
Bilim adamları, Archaea adlı tek hücreli organizmaları, çekirdeksiz ilkel bakteriler ve evrimsel zaman çizelgesinde daha karmaşık hücreler veya ökaryotlar arasında yer aldığını düşünüyorlar. Bakteriyel kuzenleri gibi, Archaea'nın bir çekirdeği yoktur, ancak mikroplar, ökaryotlardakilere çok benzeyen DNA ve DNA replike edici enzimler içerir.
Bazı bilim adamları, ökaryotların yaklaşık 2 milyar yıl önce, eski bir arkea geçen mikroorganizmayı yakaladığında, hücresel karnına emdiğinde ve geçici bir çekirdeğe dönüştürdüğünde bu ara organizmalardan evrimleştiğini teorize ediyor. Diğerleri, bir ata arkasasının, kendi hücre duvarından inşa edilmiş, günümüz organelleri gibi işlev gören yararlı tek hücreli organizmalara veya uzmanlaşmış performans gösteren hücrelerin içindeki organ benzeri yapılara kenetlenen ve entegre olan "kabarcıklar" gönderdiğini ileri sürüyor fonksiyonlar.
Bu büyük evrimsel olayı çevreleyen ayrıntılar karanlık kalır, çünkü bilim adamları basit ve karmaşık hücreler arasındaki geçiş dönemine dair çok az kanıt bulmuşlardır. Ama şimdi, araştırmacılar prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki potansiyel bir köprüyü belirlediler: proteinlerinde kodlanmış çarpıcı bir benzerlik.
Ökaryotlarda, bazı proteinler çekirdeğe girmek için nükleer lokalizasyon sinyalleri veya NLS'ler olarak bilinen kısa diziler taşır. Taşıyıcı proteinler NLS'lerle bağlanır ve daha sonra başka bir moleküle nükleer zardaki gözeneklerden eşlik eder. Özünde, NLS'ler hücresel güvenlik rozeti gibi davranır.
Archaea çekirdeklerden yoksun olsa da, 10 Eylül'de Moleküler Biyoloji ve Evrim dergisinde yayınlanan araştırmaya göre, proteinlerinin bazıları zaten NLS benzeri rozetler taşıyor. Yazarlar, NLS'lerin çekirdeğin kökeninden önce geldiğini ve arkanın yavaş yavaş karmaşık yaşama dönüşmesini sağlayan evrimsel bir basamak taşı olarak hizmet etmiş olabileceğini ileri sürmektedir.
Yale Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve araştırmanın ortak yazarı olan evrimci biyolog Sergey Melnikov, "Doğa zaten sahip olduklarından icat etme eğilimindedir" dedi.
Bu NLS rozetleri, basit ve karmaşık hücreler arasında bir ara form kanıtı sağlar - kuş benzeri bir dinozorun ortaya çıkarılmasına veya paleontolog olarak balıkları taramaya eşdeğer bir bulgu olan Melnikov, LIve Science'a verdiği demeçte. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nde protein ve genom evrimini araştıran hesaplamalı biyolog Aravind Iyer, "Bu, Archaea'da var olduğunu iddia etmek için oldukça eşsiz… Kimse, Archaea'daki NLS'leri aramaları gerektiğini düşünmedi," dedi. ancak bu çalışmaya dahil edilmedi.
Ancak herkes ikna olmuyor: İki uzman Live Science'a, NLS'lerin, basit hücrelerin daha karmaşık olanlara nasıl evrimleştiğini gösteren evrimsel sigara tabancası olmadığını söyledi.
Hücresel fosiller için kazma
Melnikov, iskelet kalıntılarını kazmak yerine, evrimsel tarihlerini bir araya getirmek için hücrelerin ribozomal proteinlerini kazmaya başladı. (Ribozomlar proteinlerin toplanmasına yardımcı olan hücresel fabrikalardır.)
Melnikov, "Her yerde her yerde bulunan bir avuç gen var." Korunmuş genlerin yaklaşık yarısı ribozomal proteinleri kodlar, proteinlerin uzun bir evrim mirasına sahip olduğunu ve muhtemelen yaşamın başlangıcına kadar uzandığını öne süren bir gerçeği açıkladı. Ökaryotlarda ribozomal proteinler sitoplazmada mağaza kurmadan önce değiştirilecek çekirdeğe girer; NLS'leri sayesinde çekirdeğe kolay erişimin tadını çıkarırlar.
Yaşamın her üç alanından (Archaea, Bacteria ve Eukarya - Melnikov) örneklenen ribozomal proteinlerin yapısını karşılaştırarak bu imza dizilerini tespit etmeyi amaçladı. Araştırdığı Arkea grupları bugün doğada bulunabilenler arasındadır.
Bakın ve Melnikov ve meslektaşları, ökaryotik muadillerine benzer güvenlik rozetleriyle donatılmış dört arkeolojik proteini ortaya çıkardılar. NLS benzeri diziler birden fazla Archaea grubunda ortaya çıktı, bu nedenle araştırmacılar bu özelliğin arkeolojik evrim tarihinde erken ortaya çıktığını belirttiler. (Archaea'da, NLS muhtemelen organizmaların nükleik asitleri, DNA ve RNA'nın yapı taşlarını daha kolay tanımasına yardımcı olur. Ökaryotik NLS'ler de bu işleve hizmet ederken, proteinlerin çekirdeğe yardımcı olduğu daha iyi bilinir.)
Ekip, NLS'lerin yaşam krallıkları arasında işlevsel olarak değiştirilebilir olup olmadığını test ederek, arkeolojik bir ökaryotik rozeti değiştirdi. Işık mikroskobunun altında, arkeal NLS'lerin tıpkı ökaryotik NLS'ler gibi çalıştığı ortaya çıktı ve ilişkili proteinlerine çekirdeğe VIP erişimi verdi. Aynı işlevleri paylaşmasına rağmen, ökaryotlar ve Archaea'daki NLS'ler evrimsel olarak ilişkili olmayabilir.
Örneğin Iyer, bulgudan şüpheli olmaya devam ediyor. NLS'ler, amino asitler adı verilen sadece beş ila altı protein yapı taşından oluşur. Kısa uzunlukları ve belirli kimyasal yapıları nedeniyle, NLS'lerin proteinlerde sadece şansla ortaya çıkması muhtemeldir, diye açıkladı Iyer, Live Science'a.
Başka bir deyişle, arkeal ve ökaryotik sekanslar bağımsız olarak ortaya çıkmış olabilir ve bu nedenle evrimsel olarak ilişkili olmayacaktır. Iyer, daha fazla araştırma, ökaryotlarda çekirdeğe girenlere benzer ek proteinlerdeki arkeal NLS'leri ortaya çıkarırsa daha ikna olacağını söyledi.
İngiltere'deki MRC Moleküler Hücre Biyolojisi Laboratuvarı'nda bir hücre ve evrimsel biyolog olan Buzz Baum, e-postayla "Sonunda, bu dizilerin muhtemelen çekirdekten önce geldiğini gösteriyor." Modern ökaryotlarla birçok genetik benzerliği paylaşan Archaea'nın hala çekirdek ve organel eksikliği var, bu yüzden bu NLS'lerin çekirdeklerin gelişimine nasıl yol açtığını görmek zor.
- Dünyadaki Sıradışı Yaşam: 8 Tuhaf Yaratıklar | Canlı Bilim
- 7 Yaşamın Kökeni Teorileri | Canlı Bilim
- Galerisi: Büyük Tuz Gölü'nde Yaşam Gökkuşağı | Ekstremofiller | Canlı…
Başlangıçta yayınlandı Canlı Bilim.
