Organizm eukariotyczny bez mitochondriów
Dotąd uznawano, że mitochondria są zasadniczym elementem wszystkich komórek eukariotycznych. Niedawno naukowcy odkryli jednak pierwotniaka, który obywa się bez nich.
W środowiskach z niewielką ilością tlenu eukarionty często mają zredukowane postaci mitchondriów [występują organelle otoczone podwójną błoną, ale pozbawione krist mitochondrialnych], lecz sądzono, że niektóre z mitochondrialnych funkcji są tak istotne, że organelle te są niezbędne do życia. [Ostatnio] scharakteryzowaliśmy [jednak] eukariotyczny mikroorganizm zupełnie pozbawiony mitochondriów - wyjaśnia dr Anna Karnkowska, która po odbyciu stażu podoktorskiego w grupie dr. Vladimíra Hampla z Uniwersytetu Karola w Pradze rozpoczęła pracę na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver.
Zespół z Czech i Kanady zsekwencjonował genom pierwotniaka Monocercomonoides sp. (należy on do grupy Preaxostyla z kladu Metamonada, w którym grupują się głównie organizmy beztlenowe). Autorzy publikacji z pisma Current Biology podkreślają, że nie mamy do czynienia z organizmem prymitywnie amitochondrialnym, gdyż zupełny brak mitochondriów to cecha wtórna. W wyniku poziomego transferu genów od bakterii typowa dla eukariotów biosynteza centrów Fe-S za pomocą systemu ISC (ang. iron-sulfur cluster assembly pathway) została zastąpiona systemem SUF (ang. cytosolic sulfur mobilization system).
W wyniku unikatowej sekwencji zdarzeń (utraty wielu funkcji mitochondrialnych i nabyciu koniecznej maszynerii od prokariotów) organizm ten wyewoluował poza wyznaczone przez biologów granice.
Opisawszy przypadek Monocercomonoides sp., zespół Karnkowskiej i Hampla sądzi, że wśród mikroeukariotów takich organizmów może być więcej.
W najbliższej przyszłości naukowcy chcą lepiej scharakteryzować Monocercomonoides i ich krewnych. To pozwoli umieścić ostatnie odkrycie w szerszej perspektywie ewolucyjnej. Chcielibyśmy ustalić, kiedy doszło do utraty mitochondriów - podsumowuje Hampl.
Komentarze (3)
glaude, 13 maja 2016, 17:39
Logicznym wyjaśnieniem jest najpierw transfer od bakterii, a następnie utrata (pozbycie) sie mitochondriów. Czyli przez jakiś (jedno pokolenie?) czas systemy współzawodniczyły i wygrał bakteryjny.
Moze był tańszy w utrzymaniu?
Jednak na 100% w perspektywie ewolucji mniej wydajny i nie zapewniający "napędu" motorowi postępu.
Gość Astro, 13 maja 2016, 20:25
Można jakoś bardziej po "polskiemu"? W końcu to portal popularnonaukowy…
grzegorj, 17 maja 2016, 23:46
Do artykułu zakradł się poważny błąd. Stwierdzenie „Dotąd uznawano, że mitochondria są zasadniczym elementem wszystkich komórek eukariotycznych” jest bowiem ewidentnie nieprawdziwe. Przecież organizmy eukariotyczne bez mitochondriów są znane od lat - są to m.in. Microsporidia, Archamoebae a także wzmiankowane w artykule Metamonada. Pisał o nich m.in. Cavalier-Smith w 1987 roku (http://www.nature.com/nature/journal/v326/n6111/pdf/326332a0.pdf, artykuł niestety za paywallem, ale wiedza w nim zawarta nie jest bynajmniej jakoś szczególnie elitarna).
Prowadzono nawet ożywione dyskusje, czy brak mitochondriów jest u nich pierwotny czy wtórny, i zależnie od poglądu tworzono całkiem różnie wyglądające drzewa rodowe eukariontów i ich podziały systematyczne. Wbrew temu, co pisze cytowana pani Karnkowska, nikt nie podważał faktu braku mitochondriów u wymienionych grup, nikt też nie stawiał tezy, że mitochondria są tak ważne dla eukariontów, że zupełnie nie można sobie wyobrazić przedstawiciela tej grupy bez omawianych struktur.
Stwierdzenie „W środowiskach z niewielką ilością tlenu eukarionty często mają zredukowane postaci mitchondriów” sugerowałoby z kolei, że niektóre gatunki redukują posiadane mitochondria, jeśli akurat zdarza im się bytować w warunkach beztlenowych - tymczasem jest zupełnie inaczej. Brak mitochondriów jest cechą trwałą i nie zależy od chwilowej zmiany środowiska. Właściwy sens miałaby wypowiedź w rodzaju: w środowiskach beztlenowych rozwinęły się grupy eukariontów, u których doszło do zaniku mitochondriów (a przynajmniej ich funkcjonalnych postaci). Chodzi bowiem o ewolucyjny proces przystosowawczy, a nie o jakąś doraźną zmianę zachodzącą w ontogenezie poszczególnych osobników.
To prawda, że ostatnio pisano, iż w większości przypadków u organizmów amitochondrialnych można wykryć pozostałości tych struktur, jednak owe pozostałości często określano jako „derived structures”, a więc już wcale nie jako mitochondria (choćby przekształcone) - por. choćby Wiki En (https://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion#Origin), w której cytuje się sformułowania z literatury.
Czego więc tak naprawdę dokonała pani Karnkowska? Może odkryła organizm eukariotyczny, w którego komórkach nie znalazła żadnych pozostałości mitochondriów? Jeśli tak, to znaczy, że tak właśnie powinna brzmieć główna myśl artykułu...
Jeszcze pozwolę sobie zacytować artykuł http://bioscience.oxfordjournals.org/content/61/8/594.full.pdf+html, tym razem dostępny swobodnie. Autor opisuje w nim fakty opisane tu jako nowo poznane, a tymczasem znane już szereg lat temu (np. zastąpienie systemu Fe - S prostszym u niektórych organizmów amitochondrialnych). Ponownie więc istotne staje się pytanie: co właściwie nowego wniosła do tematu praca dr Karnkowskiej?