Открити едноклетъчни организми с ядро, но без митохондрии • Елена Наймарк • Научни новини в
Фигура: един. Monocercomonoides globus - едноклетъчен еукариотен организъм, който е загубил не само митохондриите, но и всички гени, свързани с тяхната работа. Снимка от сайта tolweb.org
Учени от Чешката република и Канада са изследвали едноклетъчен еукариот Monocercomonoides, загубени митохондрии по време на еволюцията. При еукариотите енергията се съхранява в митохондриите поради окисляването на органичните съединения с кислород; тази функция се изпълнява от комплекс от митохондриални и ядрени гени. Но имайте Monocercomonoides не са открити митохондриални или ядрени гени, свързани с тази функция. Както се оказа, Monocercomonoides успя да изостави напълно митохондриите, след като получи набор от необходими бактериални ензими по време на хоризонтален генен трансфер.
В учебниците по биология е записано, че еукариотите се различават от прокариотите по наличието на ядро, митохондрии, ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и други мембранни органели. Но както се оказа, има изключения от класическите определения. Например, екип от биоинформатика, представляващ лаборатории в няколко университета в Чешката република и Канада, имаше късмета да изследва еукариотния организъм без митохондрии.
Първоначално се смяташе, че без митохондрии - органели, които съхраняват енергия в клетката под формата на АТФ - еукариотна клетка не може да съществува. След това бяха открити еукариотни едноклетъчни организми без митохондрии (например ламблия, трихомонада Trichomonas vaginalis, любезни дипломати Спиронуклеус Всички паразитни едноклетъчни организми) и необходимостта от митохондрии е поставена под въпрос. На този етап (средата на 80-те години на XX век) се развива активно хипотеза за симбиотичния произход на еукариотите. Следователно възможността за съществуването на „преходни“ клетки с ядро, но без митохондрии - т. Нар. Царство Archezoa - изглеждаше съвсем логично.
Но след това се оказа, че тези "преходни" форми все още имат органели, получени от митохондрии: това са митозоми в ламблии, хидрогенозоми в трихомонади и малки мембранни органели, подобни на хидрогенозомите в Спиронуклеус. Комплекси от специфични митохондриални ензими са работили във всички тези структури и техните функции по един или друг начин са свързани с енергийния метаболизъм. Когато доказателствата за митохондриалната природа на тези органели вече не се съмняваха, цялата архезойска концепция загуби реална подкрепа. Мнението, че еукариотите са невъзможни без митохондрии.
В този дух започна обичайното изследване на друг организъм без очевидни митохондрии - Monocercomonoides sp. от червата на чинчила. Това е представител на метамонадите (виж: Метамонада) - бичевни протозои, които нямат нормални митохондрии. Учените планираха да прочетат генома на този организъм и по-специално да определят наличието и локализацията на гени, свързани с митохондриалните функции.
Решавайки, че въпросът може да е в острата специализация на този генетичен комплекс, учените започнаха да търсят липсващите във всички обширни бази данни с геномни данни. Но няма нито един подобен ген със специфични функции, свързани изключително с митохондриите. С други думи, не е намерено нищо, което да показва работата на митохондриите или техните аналози, за получаване на енергия чрез биохимичния метод, който еукариотите обикновено използват. Докато тези странни организми получават своята енергия?