Более полутора миллиардов лет назад произошло событие, кардинально изменившее эволюцию: слияние двух примитивных клеток. Результатом стало появление митохондрий – «энергетических станций» клеток, что дало мощный толчок развитию многоклеточной жизни. Но это лишь часть истории. Ядро, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли – откуда взялся этот сложный внутренний мир клеток?
Существует две основные гипотезы. Первая, «митохондрии поздно», предполагает, что клетка-хозяин уже обладала сложной структурой до поглощения альфапротеобактерии, ставшей митохондрией. Однако, этот подход не объясняет, откуда взялись собственные мембранные структуры клетки-хозяина. Альтернативный подход, «митохондрии рано», считает, что все внутренние мембранные структуры появились уже после слияния, как результат деятельности митохондриального предка.
Согласно этой гипотезе, альфапротеобактерия, попав внутрь клетки, начала выделять пузырьки – везикулы. Эти везикулы, изначально служившие для изоляции токсичных веществ, постепенно специализировались, формируя различные органеллы. Везикулы также могли способствовать формированию ядра, обволакивая ДНК и создавая барьер для рибосом. Такой подход объясняет возникновение мембранных компартментов как решения проблем, вызванных появлением нового «гостя».
Другой взгляд – «изнутри наружу» – предполагает, что альфапротеобактерия и будущая клетка-хозяин долгое время сосуществовали в тесном симбиозе. Клетка-хозяин имела выступы, в которых происходил синтез белков, а центр клетки был занят обработкой информации. Со временем эти выступы обернулись вокруг бактерии, заключив ее внутрь. Эта модель объясняет раннее разделение функций и формирование ядра, но оставляет вопрос о том, как митохондрия попала в цитоплазму, а не осталась внутри эндоплазматической сети. Современные исследования динамики митохондрий подтверждают, что они могут порождать везикулы, способные эволюционировать в новые органеллы.
Изображение носит иллюстративный характер
Существует две основные гипотезы. Первая, «митохондрии поздно», предполагает, что клетка-хозяин уже обладала сложной структурой до поглощения альфапротеобактерии, ставшей митохондрией. Однако, этот подход не объясняет, откуда взялись собственные мембранные структуры клетки-хозяина. Альтернативный подход, «митохондрии рано», считает, что все внутренние мембранные структуры появились уже после слияния, как результат деятельности митохондриального предка.
Согласно этой гипотезе, альфапротеобактерия, попав внутрь клетки, начала выделять пузырьки – везикулы. Эти везикулы, изначально служившие для изоляции токсичных веществ, постепенно специализировались, формируя различные органеллы. Везикулы также могли способствовать формированию ядра, обволакивая ДНК и создавая барьер для рибосом. Такой подход объясняет возникновение мембранных компартментов как решения проблем, вызванных появлением нового «гостя».
Другой взгляд – «изнутри наружу» – предполагает, что альфапротеобактерия и будущая клетка-хозяин долгое время сосуществовали в тесном симбиозе. Клетка-хозяин имела выступы, в которых происходил синтез белков, а центр клетки был занят обработкой информации. Со временем эти выступы обернулись вокруг бактерии, заключив ее внутрь. Эта модель объясняет раннее разделение функций и формирование ядра, но оставляет вопрос о том, как митохондрия попала в цитоплазму, а не осталась внутри эндоплазматической сети. Современные исследования динамики митохондрий подтверждают, что они могут порождать везикулы, способные эволюционировать в новые органеллы.
