Всичко това е от носа

Какво е това тяло, "Лука", която сега се намира биолози? Какво странно име?

"Лука" е последната Universal общ прародител - последният общ прародител на всички съществуващи живи организми. Както всички ние - включително и гъбички, бактерии и това, което някои екстремофили от дълбините на океана - роднините, очевидно е, че всички ние споделяме общи предци. ЛУКА не е просто един общ прародител, а последният общ прародител на всички известни живот сега.

Това наистина вече е възможно да се намери учен? И той прилича?

Не, проблемът тук, в думите "сега" и "намери". Първо, идеята за единна последния общ предшественик там не е "сега": тя предлага дори Дарвин, върху развитието на генетиката в последните две десетилетия, имаше много работа по конкретна молекулярната природа на ЛУКА. На второ място, не може да "намери" в дневна форма ЛУКА - това е реконструкция на начина, по който е трябвало да бъде преди милиарди години. Това се прави въз основа на изследвания на гените, които обединяват всички съществуващи в момента живот. Разбира се, някои, които сега живеят бактерии може в известна степен да бъдат подобни на нашия общ древен предшественик, но и да бъдат като него и да си собствени - две различни неща.

И защо някой реши, че преди милиарди години е имало някакъв общ прародител, от която фосили останало нещо?

Лука фосили наистина отишли ​​(но строматолити), но проследява еволюцията на гени в живите клетки. И това трябва да бъде позволено да погледне в историята на еволюцията дори по-дълбоко от всички настоящи или бъдещи изкопаеми.

Основният аргумент в полза на съществуването на ЛУКА е единството на основните молекулярни системи в живите клетки. Например, бактерии, гъбички, растения, хора, и археи (едноклетъчни организми без ядра, които изглеждат като бактерии, но са по-близо до животни и растения на молекулярно ниво) използват един и същ генетичния код. Генетичният код определя последователността на ДНК или РНК се преобразува в последователност на аминокиселини в протеина. Не цел (физическа или химическа) трябва, например, нуклеотиди РНК "GCU" означава протеин аминокиселина "аланин" - не. Въпреки това, такова съответствие се наблюдава във всички клетки и затова, че е наследил от общ прародител (следва да се поясни, че като цяло малко изменение на генетичния код е все още там. Въпреки това, в такива случаи, веднага хваща окото, че е на промени - това е, промени в първоначалния стандарт - и не за всички стари версии на кода).

В допълнение към универсалната генетичния код, всички живи клетки на стотици-на други свързани с тях гени. Особено много универсални гени в синтеза на протеини: всички ние използваме много подобен на рибозомата (има две основни разновидности на тези органели - archaeal и бактериални - но в глобален смисъл, това е почти едно и също нещо). Сред изисква за рибозоми допълнителни протеини, твърде много популярно. Но във всички живи клетки имат общи ензими, които активират аминокиселината, преди тя да се прикрепят към нарастващата протеин, и всички сме за синтез на РНК се използва почти същата РНК полимераза.

Важно е да се отбележи, че наличието на такова сходство в резултат на чиста случайност или дори конвергенция абсолютно невероятно. Сближаване в еволюцията - е, когато при подобни условия от различни материали се появяват подобни функции, например: крилата на птици и прилепи. Защо тази невероятна възможност? Поради универсалното ген структура зависи преди всичко от тяхната история, а не на текущото им функция. Например, можете да направите, за да универсалната последователността на гените толкова много изкуствени промени, така че тези гени все още продължават да работят. Това предполага, че малкият функционален необходимостта от универсални гени са точно такива, каквито ги наблюдаваме сега, не. Приликата между генни последователности от различни организми, които виждаме - е резултат от общ произход, а не обща функция. Това е резултат от съществуването на един общ прародител.

Добре, така че ЛУКА - е нещо като примитивна бактерия геном се състои от гени универсален набор, че знаем по биоинформатика.

В този случай, можем да научим много за биологията и природата на ЛУКА. Но, за съжаление, не е така.

Факт е, че без значение какво метод не сме отчетени набор от универсални гени, това не е достатъчно за наличието на дори най-примитивни клетки. Грубо казано, ние знаем за стотици разнообразни генни семейства (по-точно, това е почти универсален дърво на свързаните гени - NUTS). Но в същото време е ясно, че дори и най-примитивни клетки не могат да направят по-малко от петстотин на гените протеини кодиране - това е универсален ген изпитва остър недостиг за реконструкция на минималния пакет.

Наскоро група от Крейг Вентър е получена интересна експериментална оценка на минималния набор от гени на клетки: учени са синтезирани изкуствен геном на паразитни микоплазми и изритан от всичко, което е било възможно (за тази работа, ние вече написано в подробности) му. Геномът на минималистични бактерията наляво 473 гени. Това, разбира се, не означава, че Лука е бил един и същ набор, но тази цифра дава добра приблизителна оценка на необходимия размер геном.

Въпреки това, без значение колко сме се опитали да се възстанови генома на ЛУКА, по-важни са всички не Същото специфичните детайли на състава, както и степента на наблюдаваните пропуски. Тя е безопасно да се каже, че в нашето разбиране на генома на ЛУКА е зейналата дупки. Например, няма универсален ген, осигуряване на ДНК репликация (за минута!). Не съществува универсален клетъчната мембрана биохимия на гени, те работят по много различен начин в бактерии и архебактерии. Не е като универсален ген в тази област, не можем да бъдем сигурни, че ЛУКА е ДНК и клетъчните мембрани.

Тя не може да бъде универсална ген ДНК репликация, ако всичко клетъчен живот въз основа на него? И как можеш да живееш без мембрана?

Удивително е, но е вярно: механизмите на синтеза на протеини и РНК транскрипция във всички организми са почти еднакви, но с ДНК и мембрани ситуацията е различна. Archaea, бактерии и еукариоти използват различни, несвързани гени, които контролират ДНК репликация и мембрана биогенезата. Ситуацията се усложнява от факта, че въпреки това някои важни мембранни протеини са едни и същи универсални (компонентите на АТР-синтаза и SRP), но как се случи това - не е ясно.

Как може да се обясни съществуването на зейналите дупки в генома на ЛУКА?

Има две коренно различни подходи. Предполага се, че ранната поява на живот в същото време е имало два варианта на всяка от системите, които са работили по някакъв хибриден режим. След това в различните линии на живота - Archaea и бактерии - различни версии са били загубени, откъдето идва и липсата на единство.

И как може да изглежда ЛУКА (S) в съответствие с този подход?

Един от най-развитите версии - е еволюция в рамките на геотермални неорганични клетки. Когато в същото време има общи химически градиент, осигуряване protolife енергия и структурирана на микро ниво, което позволява успешни серии от РНК и протеини, съществуват в клетки отделно, но не в изолация от външната среда. Без клетъчната мембрана.

Забележителна собственост на клъстери е, че те са пропускливи за енергия и метаболизма продукти, но запазват органично съдържание - аминокиселини, нуклеотиди и т.н. Такава полупропусклива - .. Vital собственост на биологични мембрани. Сега тя е снабдена с множество сложни трансмембранни протеини, но LUCA тях, очевидно, не е така. Всичко това прави модела на подземен геотермална привлекателен (но в никакъв случай не означава, че само) модел "дом" за ЛУКА.

Какво друго да се провери по този въпрос?

Литература за произхода на живота е неизчерпаем, но тук са някои от последните книги на различни нива на сложност на руски:

Уебсайтът може да съдържа съдържание, което не е предназначено за лица на възраст под 18 години.