Загадка клеточных органелл: откуда взялись сложные структуры жизни?

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?
Загадка клеточных органелл: откуда взялись сложные структуры жизни?
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.


Новое на сайте

19857Острова как политический побег: от Атлантиды до плавучих государств Питера Тиля 19856Яйца, которые спасли предков млекопитающих от худшего апокалипсиса на Земле? 19855Могут ли омары чувствовать боль, и почему учёные требуют запретить варить их живыми? 19854Премия в $3 млн за первое CRISPR-лечение серповидноклеточной анемии 19853Почему сотрудники игнорируют корпоративное обучение и как это исправить 19852Тинтагель: место силы Артура или красивая легенда? 19851Голоса в голове сказали правду: что происходит, когда галлюцинации ставят диагноз точнее... 19850Куда исчезает информация из чёрных дыр, если они вообще исчезают? 19849Чёрная дыра лебедь Х-1 бросает джеты со скоростью света — но кто ими управляет? 19848Что увидели фотографы над замком Линдисфарн — и почему они закричали? 19847Почему антисептики в больницах могут создавать устойчивых к ним микробов? 19846Правда ли, что курица может жить без головы? 19845Как Оскар Уайльд использовал причёску как оружие против викторианской морали? 19844Назальный спрей против всех вирусов: как далеко зашла наука 19843«Я ещё не осознал, что мы только что сделали»: первая пресс-конференция экипажа Artemis II
Ссылка