O echipă internațională de biologi a publicat un studiu care revizuiește teoria clasică a originii celulelor eucariote – chiar acelea care alcătuiesc toate plantele, animalele și ciupercile. Folosind simulări pe supercomputer și „arheologie moleculară”, autorii au stabilit că evenimentul cheie – achiziția mitocondriilor – nu a fost singurul și nici inițial. Formarea ultimului strămoș comun al tuturor eucariotelor a implicat cel puțin două grupuri suplimentare de bacterii, precum și viruși giganți care au servit drept „navete” pentru transferul de gene. Procesul a durat sute de milioane de ani.
O celulă eucariotă are un nucleu și organele – mitocondrii, aparat Golgi. Teoria principală din ultimele decenii afirmă că o arhee – un organism unicelular fără nucleu – a absorbit o alfaproteobacterie, care a evoluat într-o mitocondrie, după care descendentul a evoluat în complexitate. Această teorie nu a explicat de ce eucariotele au gene comune altor grupuri de bacterii și nici de ce genomul eucariot conține multe elemente virale.
O echipă de biologi condusă de Tony Gabaldón a folosit puterea de calcul a Centrului de Supercomputing din Barcelona pentru a reconstrui setul de gene și proteine ale ultimului strămoș comun al tuturor eucariotelor. Pentru a face acest lucru, au comparat genomul tuturor eucariotelor moderne. Apoi au descoperit originile acestor gene comparându-le cu bazele de date de bacterii, arhee și viruși. Pentru a evita greșelile, au inclus doar cele mai puternice semnale. Lucrarea a durat mai bine de cinci ani.
Ca urmare, au fost găsite două semnale bacteriene deosebit de importante: Myxococcota și Planctomycetota. Prima bacterie este asociată cu funcții metabolice, inclusiv cu procese legate de lipide și membrane. Al doilea are compartimente interne care sunt neobișnuite pentru organismele bacteriene. Planctomycetota reprezintă un semnal mai vechi, în timp ce Myxococcota și bacteria care a dat naștere mitocondriilor arată semnale care datează dintr-o perioadă anterioară. Acest lucru indică o creștere treptată a complexității.
Ceea ce a fost neașteptat a fost că genomul ultimului strămoș comun conținea gene derivate din virusurile gigantice Nucleocytoviricota. Acești viruși au genomi uriași – până la 2,5 milioane de perechi de baze – și infectează eucariotele unicelulare, cum ar fi amibele și algele. În timpul procesului de a deveni eucariote, acești viruși ar putea transfera gene de la bacterii la arhee și înapoi, accelerând evoluția. Acest mecanism este similar cu modul în care fagii sau virușii bacterieni transferă genele între bacterii, dar a fost un nou instrument pentru strămoșii arheali.
În timp ce teoria clasică sugerează că eucariotogeneza a fost un eveniment exploziv – o arhee a înghițit o bacterie și complexitatea a explodat – noua lucrare descrie o imagine a coevoluției pe termen lung. Strămoșii eucariotelor au trăit în comunități microbiene din oceanul Archean. Acolo au făcut schimb de gene cu diferite bacterii, dobândind treptat noi căi metabolice, sisteme membranare și, în final, mitocondrii. Virușii au servit drept „acceleratori” de schimb. Procesul a durat sute de milioane de ani.
"De mult timp, am explicat originea celulelor complexe ca o poveste cu două personaje principale: un arheon și o bacterie care a dat naștere mitocondriilor. Cercetările noastre sugerează că această narațiune este incompletă și au existat mai mulți actori pe scenă, inclusiv alte grupuri de bacterii și viruși giganți, care ar fi putut facilita schimbul de gene", a spus Gabaldon.
Înțelegerea de unde provin propriile noastre celule este importantă nu numai pentru știința de bază. Aceste cunoștințe pot ajuta în medicină și biotehnologie. Dacă înțelegem exact cum s-au format celulele, putem înțelege mai bine cum funcționează propriile celule, cum îmbătrânesc și cum apar bolile în ele. Acest lucru ar putea duce la noi tratamente pentru cancer, boli cardiovasculare și alte boli legate de metabolismul celular.
În plus, cercetătorii japonezi au descoperit recent că celulele vii disipă căldura mult mai lent decât prevăd legile fizicii clasice. Zona încălzită din interiorul celulei menține o temperatură ridicată semnificativ mai lungă decât un volum echivalent într-un lipozom artificial sau apă pură. Această descoperire ar putea schimba înțelegerea noastră despre modul în care funcționează celulele și ar putea duce la noi tehnologii în medicină și biotehnologie. Întrebarea este cum sunt legate aceste două descoperiri și ce ne pot spune despre natura vieții. Răspunsul la această întrebare poate schimba totul.
0 Lucky 29.06.2026 09:35 [ Material ] La ce se rezumă „descoperirea oamenilor de știință”? Deci, de unde au venit organelele? Au apărut din timp dincolo de care putem urmări. Și cum poate ajuta asta pe cineva? Doar oamenii de știință trebuie să-și continue munca!
