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

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка