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初次发现不含DNA的线粒体这种生物的进化走在了一切生命的前面

放大字体  缩小字体 2019-12-24 12:18:17  阅读:9696+ 作者:责任编辑NO。郑子龙0371

线粒体(mitochondrion),是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器,是细胞中制作能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的首要场所,是细胞内的“能量工厂”,其直径在0.5到1.0微米左右。

线粒体具有本身的遗传物质和遗传系统,但其基因组巨细有限,是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外,线粒体还参加比如细胞分解、细胞信息传递和细胞凋亡等进程,并具有调控细胞成长和细胞周期的才能。

关于线粒体的来源,现在得到公认的是“内共生假说”,该假说认为,线粒体来源于细菌,即细菌被原核生物吞噬后,在长时刻的共生进程中,经过演化,形成了线粒体。概况点击:生物进化中的腾跃——内共生:当细胞成为细胞器

2019年4月24日,Science子刊Science Advances杂志在线宣布了一项题为:An aerobic eukaryotic parasite with functional mitochondria that likely lacks a mitochondrial genome的研讨论文。

该研讨发现了一种学名为Amoebophrya ceratii的寄生性甲藻它具有功用性的线粒体,可是线粒体中却没有基因组存在。

无论是人类,仍是动物、植物或藻类,绝大多数真核生物的细胞都含有担任能量发生的特别细胞器——线粒体,它们用有自己的遗传物质,是一种半自主细胞器。

该研讨团队发现了一种学名为Amoebophrya ceratii(简称A. ceratii)的寄生性甲藻,它们一般寄生在亚历山大藻体内,只需要三四天时刻就能炸毁整个亚历山大藻种群。

研讨团队对A. ceratii的基因组(一切遗传物质)进行了测序,发现该基因组由大约1亿个碱基对组成。这个基因组巨细关于一个寄生性藻类来说,明显太大了,由于已然进行寄生日子,那许多生计有必要的代谢产品并不需要自己进行,只要从宿主那里获取即可。

但A. ceratii简直一切的代谢进程都存在,它应该是可以独立生计的。假如仅看基因组数据,不可能推断出这是一种寄生性生物。

关于植物和藻类来说,除了细胞核线粒体以外,叶绿体中也存在基因组,叶绿体中的基因组也是光合作用一切必要的。

关于一般的甲藻,这种叶绿体DNA是适当遍及的,仅由14个基因组成。可是,A. ceratii好像彻底不存在叶绿体,可是却具有其间的13个基因。

关于寄生性的单细胞生物来说,它们往往对其线粒体进行“预算削减”,但即使再削减,它们的线粒体中仍含有三个基因,因而一般认为这三个基因是不可或缺的。

可是,A. ceratii明显彻底丢掉了线粒体基因组,经过各种尽力,研讨团队仍然无法找到任何线粒体基因组存在的痕迹。三个基因中有两个无处可寻,第三个是细胞色素C氧化酶1(COX1),已迁移到细胞核里。

并且,这些线粒体具有正常的功用,并且在A. ceratii日子的各个阶段一直存在。

这一发现令研讨人员十分惊奇,由于在此之前,从未发现过其他氧气呼吸的生命方式的线粒体中没有自己的遗传物质。

A. ceratii线粒体功用模型

这一发现可认为线粒体和叶绿体的进化前史供给新的见地。

依据内共生假说,两者开始都是独立的生命方式,然后被其他单细胞生物吸收,并作为所谓的内共生体日子在它们内部。跟着时刻的推移,它们的遗传物质逐步削减,基本上成为“服务供给者”,不再可以独立生计。

可是,A. ceratii好像现已将这一开展向前推进了一步,并掠夺了其内共生体遗传自治的最终痕迹

论文链接:

https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav1110

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