Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Strona główna Felieton

Endosymbioza



Przemysław Gagat, Paweł Mackiewicz

Nasze ciała składają się ze 100 trylionów (1 i 20 zer) komórek, dlatego trudno jest sobie wyobrazić, że ponad 2 mld lat temu wyewoluowaliśmy z pojedynczej komórki. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę fakt, że każdy z nas bierze swój początek w momencie zapłodnienia z jednej komórki, ewolucja skomplikowanych organizmów wielokomórkowych z jednokomórkowców nie wydaje się już tak nieprawdopodobna. Każda nasza komórka ma jądro komórkowe, które przechowuje informację genetyczną w DNA. Dzięki prawidłowemu odczytywaniu tej informacji (genów) jądro komórkowe kontroluje funkcjonowanie całej komórki.

W naszych komórkach możemy odnaleźć także inne interesujące struktury, tzw. organelle komórkowe, np. siateczkę śródplazmatyczną, aparat Golgiego, wakuole i mitochondria. Każda z nich spełnia ściśle określone zadania, zapewniając prawidłowe funkcjonowanie całej komórki. Na przykład siateczka śródplazmatyczna i aparat Golgiego stanowią fabryki odpowiedzialne za produkcję i modyfikacje białek oraz lipidów, wakuole są magazynami, a mitochondria – elektrowniami, w których odbywa się produkcja energii podczas spalania związków organicznych takich jak cukry (glukoza).

Rośliny i różne glony mają dodatkowo zielone ciałka zwane plastydami – niezwykłe organelle zdolne do fotosyntezy, tj. produkcji związków organicznych (np. glukozy) przy wykorzystaniu energii słonecznej i związków nieorganicznych. Dzięki temu rośliny są samożywne i stanowią pierwsze ogniwo łańcuchów pokarmowych w większości ekosystemów na naszej planecie. Komórki posiadające wyodrębnione jądro komórkowe i opisane wyżej organelle nazywamy komórkami eukariotycznymi, a organizmy, które je posiadają, eukariotami lub eukariontami.

Komórki eukariotyczne nie są jednak jedynym typem komórek na naszej planecie i z pewnością nie pierwszym. Istnieją także komórki o znacznie prostszej budowie, tysiące razy mniejsze, bez jądra i organelli. Zwykle są otoczone ścianą komórkową, a zamiast jądra mają pojedyncze cząsteczki DNA (tzw. nukleoid). Te proste komórki poprzedzają ewolucję komórki eukariotycznej o co najmniej 1,5 mld lat i nazywane są komórkami prokariotycznymi, a organizmy będące takimi komórkami – prokariotami lub prokariontami. To one często odpowiadają za uporczywe infekcje gardła i zakażenia. Bez nich jednak nie strawilibyśmy wczorajszej kolacji i nie mielibyśmy jogurtów ani wina. Komórki prokariotyczne ewoluowały jednocześnie i niezależnie w dwóch liniach rozwojowych: bakteriach i archeonach.

Skomplikowana budowa komórki eukariotycznej od dawna intrygowała badaczy. Jak tak złożony system mógł w ogóle powstać? Jeśli przyjrzymy się jej, zauważymy, że niektóre organelle, a mianowicie mitochondria i plastydy, przypominają bakterie. Po raz pierwszy to podobieństwo zauważyło trzech badaczy, Konstantin Mierieżkowski, Andreas Schimper i Iwan Wallin, którzy na przełomie XIX i XX w. stworzyli podstawy tzw. teorii endosymbiozy. Zgodnie z tą teorią niektóre organelle – w szczególności mitochondria i plastydy – wyewoluowały z wolno żyjących bakterii, które zostały „połknięte” przez inne komórki. Teoria endosymbiozy przez prawie pół wieku była ignorowana przez środowiska naukowe, do czasu odkrycia, że mitochondria i plastydy mają DNA podobne do bakterii. Odkrycie DNA w mitochondriach i plastydach przyczyniło się do spopularyzowania tej teorii w latach 60. ub.w. przez Lynn Margulis, która nie tylko zaproponowała endosymbiotyczne pochodzenie mitochondriów i plastydów, ale także całej komórki eukariotycznej.

Jedni pochłaniają drugich

Ewolucja komórki eukariotycznej jest jednym z najciekawszych tematów biologii ewolucyjnej. Przez ponad 100 lat gromadzenia wiedzy na temat endosymbiozy powstały dziesiątki hipotez tłumaczących powstanie tej komórki. Wielu badaczy łączy ewolucję eukariontów z powstaniem mitochondrium. Niewielka ilość DNA, którą wciąż zachowały mitochondria, wskazuje, że ich najbliższym współcześnie żyjącym krewnym są pasożytnicze α-proteobakterie z rodzaju Rickettsia, infekujące komórki eukariotyczne i wywołujące tyfus plamisty.

W 1998 r. William Martin i Miklós Müller sformułowali interesującą hipotezę wodorową, mówiącą, że komórka eukariotyczna wyewoluowała w wyniku endosymbiozy pomiędzy archeonem a bakterią, która z czasem została przekształcona w mitochondrium. Rzeczywiście komórka eukariotyczna łączy w sobie cechy zarówno komórek bakteryjnych, jak i archeonów. Szlaki metaboliczne związane z przemianami energii, np. oddychanie tlenowe, są bakteryjne, natomiast sposoby upakowania DNA i odczytywania informacji genetycznej są bardziej zbliżone do archeonów. Rozważania nad funkcjonowaniem i powstaniem komórki eukariotycznej jednocześnie potwierdzają, że tak skomplikowany twór mógł wyewoluować tylko dzięki olbrzymim nakładom energii, które zapewnić mogły właśnie wydajne elektrownie komórkowe, czyli mitochondria. Powstanie mitochondrium dostarczającego znacznych porcji energii otworzyło drogę do powstania komórki eukariotycznej i doprowadziło do ewolucji wielu bardzo zróżnicowanych grup eukariontów, w tym form wielokomórkowych.

Pochłonięcie α-proteobakterii przez archeona, jak zakłada model wodorowy, mogło się odbyć na wiele sposobów. Istnieją pewne gatunki bakterii, np. Bdellovibrio, które mogą wnikać do innych bakterii. Co ciekawe, Bdellovibrio należy do α-proteobakterii, a więc grupy, z której wyewoluowały mitochondria. W świetle niedawnych odkryć nowej grupy archeonów, Lokiarchaeota, wydaje się również możliwe, że archeon, który dał początek eukariontom, miał zdolność do fagocytozy i dynamiczny cytoszkielet, co umożliwiałoby pochłanianie bakterii. Lokiarchaeota wyizolowano w pobliżu kominów hydrotermalnych, a więc ze środowiska, w którym życie na naszej planecie mogło się rozpocząć.


Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 06/2016 »

Tagi: endosymbioza, dna, gen, komorka
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo" Ograniczenie soli w diecie może być groźne Nie mam jeszcze wniosków na temat pochodzenia Covid-19 Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid Zintegrować informacje o logistyce Wystawa "Nie to niebo"

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Bioszkolenia Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje