Сравнение геномов митохондрий эукариот и морских бактерий SAR11 привело учёных к выводу, что SAR11 и митохондрии произошли от одного общего предка.
Миллиарды лет назад случилось одно из самых удивительных событий в истории жизни на Земле: какая-то бактерия вошла в эукариотическую клетку на правах постоянного симбионта и превратилась в клеточную органеллу митохондрию. Сейчас митохондрии выполняют в клетке энергетические функции, оставаясь до некоторой степени «государством в государстве»: у них есть своя ДНК, свой белкосинтезирующий аппарат, немного отличающийся от клеточного, и даже в генетическом коде у них есть свои особенности.Учёные уже давно стараются определить, кого из бактерий можно назвать ближайшими родственниками митохондрий, но до сих пор всё ограничивалось лишь более или менее приблизительными гипотезами.
Исследователи из Университета Гавайев и Орегонского университета (оба — США), которые предприняли масштабный поиск родственников митохондрий, сообщают в журнале Nature Scientific Reports, что их изыскания увенчались успехом. Учёные сравнили геномы различных супергрупп эукариот (архепластидовых водорослей, водорослей хромистов и простейших Excavata) с геномом бактерий SAR11. Эти альфапротеобактерии — родственники внутриклеточных паразитических бактерий риккетсий. Из-за риккетсий, способных к внутриклеточному паразитизму, альфапротеобактерии считались первыми среди кандидатов на роль предков митохондрий. Но, в отличие от риккетсий, бактерии группы SAR11 являются свободноживущими морскими организмами, к тому же самыми многочисленными (на их долю приходится от четверти до половины всей бактериальной биомассы моря); доминирующий род среди них — Pelagibacter. Их роль в экосистеме столь велика, что не будет преувеличением назвать их ответственными за круговорот углерода на Земле.
Трудность анализа состояла в том, что сравнивались не отдельные гены, а геномы. Но, по словам исследователей, именно такой подход позволил установить ближайшее родство между митохондриями и бактериями SAR11. Физиология позволяет им легко попасть в зависимость к другому организму, а многочисленность этой группы наводит на мысль о том, что в прошлом у SAR11 таких возможностей было множество.
Скорее всего, как заключают исследователи, и нынешние SAR11, и митохондрии имеют одного прямого предка. Если к этому добавить ещё и роль этих бактерий в экосистеме планеты, то Pelagibacter вполне можно уподобить мифической черепахе, держащей на себе всю биомассу Земли.
4.Ник Лейн (англ. Nick Lane; род. 1967) — британский биохимик и писатель. Научный сотрудник университского колледжа Лондона. Автор четырёх, получивших награды. Так же автор научных статей в журналах Nature, Science, New Scientist
Возникновение жизни на Земле. Её смысл. Невозможность возникновения жизни на других планетах. Неизбежность смерти. Поиск лекарства от старости. Вас волнуют ответы на эти вопросы? В 1962 году Уотсоном и Криком была расшифрована структура молекулы ДНК. И внимание научной общественности сместилось на двойную спираль. Незаслуженно обойдя открытия, связанные с маленькой огранеллой внутри клетки - митохондрией. А ведь именно в ней ответ на вопрос о смысле жизни.
П р о и с х о ж д е н и е ж и з н и. В митохондриях есть собственная ДНК, что указывает на их бактериальную природу. Когда-то, плавая в первичном бульоне, они вступили в союз с другой бактерией, дав жизнь эукариотам. Нам с вами. Человек - высший эукариот. Проанализировав ДНК этой органеллы, учёным удалось найти "митихондриальную Еву" на Африканском континенте - общего предка человеческой расы.
Э н е р г и я. Митохондрия - энергетическая станция клетки. Именно она поставляет энергию для всех процессов, происходящих в организме. С е к с. Внутриклеточный "секс" запускают митохондрии, благодаря им же появилось разделение полов на: М и Ж.
С а м о у б и й с т в о. Митохондрии активируют апоптоз - самоуничтожение "бракованной" клетки. Ежедневно внутри нас тысячи клеток, как истинные самураи, делают себе харакири, во благо всего организма. Нарушение этого механизма приводит к раку. Он же лежит в основе процесса старения. В е ч н а я ж и з н ь. Митохондриальная теория старения основана на утечке свободных радикалов из митохондрий. В ДНК долгожителей найдены мутации, снижающие её. Если научиться останавливать этот процесс, то можно сделать человеческую жизнь вечной, как у эльфов, или более продолжительной, как у птиц. Возможно, мы на пороге важного открытия?
Митохондрии дали нам жизнь. Митохондрии правят жизнью. Митохондрии завершают жизнь.
Для прочтения и понимания этой книги не требуется учёная степень в микробиологи или биохимии. Достаточно освежить свои знания из области школьной биологии об устройстве клетки. Автор, предвидя трудности, любезно делает это во введении.
5. Отрывки из научно-популярной книги Ника Лейна «Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни»
Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.
Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, по-чему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?
Митохондрии — это маленькие клеточные органеллы, которые производят практически всю нашу энергию. Одна клетка содержит в среднем 300–400 митохондрий, то есть во всем человеческом теле их десять миллионов миллиардов. Митохондрии есть фактически во всех сложно устроенных клетках. На вид они похожи на бактерии, и это тот случай, когда внешность не обманчива. Когда-то мито-хондрии были свободно живущими бактериями, а затем — около двух миллиардов лет назад — приспособились к жизни внутри клеток. Как знак былой независимости, они сохранили фрагмент генома. Непростые отношения между митохондриями и клетками-хозяевами определя-ют многие аспекты жизни клеток — от производства энергии, полового процесса и размножения до само-убийства, старения и смерти.
