Evolucija celic

Visoka ločljivost podoba enoceličnega organizma

Kaj je evolucija celic?

The Evolucija celic Predstavlja vse fizikalne in kemične spremembe, ki so povzročile visoko organizirane in zapletene strukture, ki jih poznamo kot "celice". Vendar kljub dejstvu, da je bilo v zvezi s tem narejene številne domneve, še vedno ni znano, kako so se oblikovali.

Celice so temeljne osnovne enote vseh živih bitij na Zemlji. V naravi obstajata dve vrsti izrazito različnih celic: prokariontske celice in evkariontske celice.

Prokariontske celice nimajo sistemov notranjih membran in vedno tvorijo enocelične organizme, medtem ko so evkariontske celice bolj zapletene, saj imajo notranje membranske predelke in lahko tvorijo živa bitja tako enocelična kot večcelična.

Čeprav so lahko zelo različni, je za vse celice značilno, da so obkrožene z membrano, za notranje molekule genetskega materiala, ki zagotavljajo potrebne informacije za proizvodnjo vseh celičnih komponent in pomnoževanje, da bi ustvarile drugo celico.

Glavna pomembna naloga evolucijskih biologov je demonstracija evolucije dveh temeljnih vidikov za življenje v celici:

• Kako je bil nastal mehanizem za samorepcijo molekul, kot je deoksiribonukleinska kislina (DNK, genetski material) samorepcija (genetski material)?
• Kako so se pojavile celične membrane za ločevanje presnove pri tvorbi prvih celic od okolja?

Obe vprašanji ostajata odprta danes, saj so evolucijski biologi v zvezi s tem naredili le nekaj sklepov, brez uspeha z vidika eksperimentalne demonstracije.

Kako so celice izvirale?

Najbolj sprejete teorije predlagajo, da se je začelo evolucijo celic z izvorom molekul tipa nukleinske kisline, ki so sposobne ponoviti (DNK in RNA).

Vam lahko služi: mikrofilamente: značilnosti, struktura, funkcije, patologija

Te hipoteze, skupaj znane kot "svet RNA", "primalna juha" ali "primitivna juha", temeljijo na dejstvu, da so polimeri ribonukleinske kisline (RNA) opazili z avtokatalitično sposobnostjo za proizvodnjo novih kratkih fragmentov RNA.

Grand Prismatic Spring v Yellowstoneu. Menijo, da bi bilo to vzdušje pri visokih temperaturah podobno prvotnemu okolju kopenskih morij

V skladu s temi teorijami je verjetno, da so v svoji zgodovini večkrat na svoji zgodovini, ribonukleinske kisline, nukleotide, aminokisline, preprosti sladkorji in nekatere fosphate spojine.

Čeprav se je zagotovo veliko teh spojin poslabšalo, ne da bi presegale veliko dlje, se trenutno misli, da bi lahko bilo tako, da so bile molekule z zmožnostjo ponovitve sprejeti v lipidne "mehurčke" in lahko nadaljujejo s svojo avtokatalitično aktivnostjo iz "hrane", pridobljene od hrane druge molekule, ki so bile tudi zaklenjene v teh mehurčkih.

Predlaga se, da bi lahko te mehurčke razdelili na dva zaradi površinskih napetostnih sil, pri čemer ohranijo vsako "hčer" njihovo notranjo avtokatalitično aktivnost. Kompleksizacija teh mehurčkov bi lahko vključevala sposobnost hranjenja s sončne svetlobe in nekaterih gaziranih spojin.

Ti "pred -laulularni" procesi bi se morali zgoditi na Zemlji skozi stotine milijonov let, med katerimi so bili verjetno izhajajo in ugasnili različni "protocileli".

Tako bi bili protocen, ki izhaja iz naravne selekcije, ki deluje na stotine milijonov let, predniki ali najbolj primitivne oblike ultra zapletenih in organiziranih celic, ki jih poznamo danes, ki tvorijo vsa živa bitja.

Evolucija prokariontskih celic

Ilustracija 2D prokariotske celice

Verjetno so bili prvi produkti celičnega izvora prokariontske, prokariotske ali bakterijske celice, kot so splošno znane; Verjame se, da so deželi naselili približno dve milijardi let pred vsemi evkariontskimi organizmi.

Vam lahko služi: koliko celic ima človeško telo?

V teh dveh milijardah so prvi prokariotski organizmi nenehno preoblikovali zemeljsko površino in atmosfero. Ti mikroorganizmi so specializirali njihovo metabolizem, da bi pridobili energijo iz spojin, ki so takrat obilice na planetu.

Ta "specializacija" je bila mogoča zaradi razvoja presnovnih procesov, kot so fermentacija, fotosinteza, fiksacija atmosferskega dušika in uporaba kisika pri dihanju itd. Te veščine, ki so jih razvile bakterije, so bile možne le zaradi treh glavnih procesov:

• Prenos informacij iz enega organizma v drugega z dedovanjem molekul genetskih informacij: deoksiribonukleinska kislina (DNK) in ribonukleinske kisline (RNA); kar jim je omogočilo razvijanje kopij sebe sčasoma.
• Vodoravni prenos genetskega materiala z majhnimi molekulami DNK, ki so znane kot plazmidi, ki bakterijam omogočajo, da se v kratkem času prilagodijo škodljivim okoljskim razmeram.
• Ozko ali simbiozno sodelovanje, ki bi se lahko zgodilo med bakterijami z različnimi lastnostmi, kar jim je morda omogočilo.

Vse te značilnosti, skupaj s tesnim sodelovanjem med bakterijami, so bile tisto, kar je najverjetneje povzročilo evkariontske celice.

Evolucija evkariontskih celic

Trenutno še vedno obstajajo dvomi o izvoru evkariontskih celic. Vendar je najbolj sprejeta hipoteza raziskovalcev "endosimbioza", ki je nastala zaradi odkritja molekul deoksiribonukleinske kisline (DNK) v mitohondrijih evkariotskih celic.

Vam lahko služi: cinetocoro: kaj je, trening, funkcije

S temi informacijami so evolucijski biologi sklepali, da so potomci bakterij, ki so živeli več ali manj tri milijarde let v primitivnih oceanih, nekako združili ali zajeli druge mikroorganizme.

Zdi se, da to "podpirajo značilnosti oddelka mitohondrije, ki jih reproducira neposredno z binarno cepitvijo in v času, ki ni v celični delitvi evkariontskih celic.

Verjame se, da je bil pogoltni organizem prvi "protomitocondry" evkariotov in da je telesu zagotovil, da je sistem za odstranjevanje odpadkov ENGULLO in vir energije iz kisika, medtem ko je "Protomitocondria" pridobila hrano in zavetišče ter zavetišče.

Ta mehanizem "endosimbioze" je opisan kot nenaden evolucijski mehanizem, ki bi se v nekaj primerih lahko uspešno in trajno zgodil.

Simbioza med mikroorganizmi, ki tvorijo nove organizme, je morda najpomembnejša sila sprememb na Zemlji in, ki se izvaja že milijone let, lahko ustvari veliko raznolikost načinov, ki jih opazujemo v vseh evkariontskih celicah.

Evolucija celic že dolgo deluje; V nasprotju s tem imajo znanstveniki le nekaj desetletij osredotočene na odgovarjanje na vprašanja, povezana s tem procesom, in mnogi menijo, da je verjetno, da se pred končanjem 21. stoletja lahko doseže eksperimentalni prikaz evolucije celic.

Reference

1. Gould, s. J. (1994). Evolucija življenja na zemlji. Scientific American, 271 (4), 84–91.
2. Gould, s. J. (devetnajst devetdeset pet). 'Kaj je življenje?'Kot problem v zgodovini.
3. Siva, m. W. (2017). Lynn Margulis in hipoteza Endosymmbionnt: 50 let kasneje. Molekularna biologija celice, 28 (10), 1285-1287.
4. Margulis, l., & Chapman, m. J. (1998). Endosimbiosses: ciklični in trajni v evoluciji. Trendi v mikrobiologiji, 6 (9), 342-345.
5. Martin, w. F., Garg, s., & Zimorski, v. (2015). Endosimbiotske teorije za izvor evkariota. Filozofske transakcije Royal Society B: Biological Sciences, 370 (1678), 20140330.