Наука

Вчені показали, як могли ділитися перші протоклітини

Примітивний механізм розподілу найбільш ранніх попередників життя міг використовувати природний градієнт температури.

© Pierangelo Gobbo, Pavan Kumar, University of Bristol

До появи найперших одноклітинних організмів майбутнє життя проходило довгий шлях хімічної еволюції. Конкуренція молекул змінилася конкуренцією метаболічних перетворень, що відбуваються в замкнутому просторі окремих протоклітин. Такі бульбашки, оточені двошаровою ліпідною мембраною, ще були позбавлені генів, білкових ферментів і рецепторів, клітинного скелета і органел. Однак вони не могли еволюціонувати, якби не розмножувалися поділом.

Питання про те, як відбувався розподіл цих протоклітин, залишається загадкою. Цікаве пояснення їй запропонували французькі вчені Роман Атталь (Romain Attal) і Лоран Шварц (Laurent Schwartz), стаття яких опублікована в Biophysical Journal. Такий механізм розподілу досить простий і спирається на фізичні процеси, що проходять без втручання з боку біології.

Річ у тім, що синтез нових ліпідів, які поповнюють мембрану протоклітини, відбувався всередині неї. Хоч би якими були відповідні реакції, вони приводили до виділення тепла, а значить, внутрішні області бульбашки нагрівалися сильніше. В результаті температура внутрішнього шару ліпідної мембрани могла підніматися вище, ніж у зовнішньому шарі. Цей температурний градієнт був здатний впливати на поведінку складових мембрану молекул.

Більш гарячі і «енергійні» молекули внутрішнього шару мігрували в зовнішній активніше, ніж відбувався зворотний процес. Тому зовнішній шар збільшувався швидше, ніж внутрішній, викликаючи механічні деформації мембрани. У ній з’являлися складки, які поступово ставали більшими, причому найактивніше – на ділянках, близьких до центру протоклітини, де температурний градієнт максимальний. Там складка могла швидше за все зімкнуться в центрі, розділивши ліпідну бульбашку надвоє.

Цікава модель Атталем і Шварца залишається лише теоретичною. Однак її можливо перевірити експериментально. Якщо температура служила ключовим драйвером поділу протоклітин, «відлуння» цих процесів має зберегтися і в сучасних організмах. На них може вказати детальний вимір температури на різних ділянках клітини в процесі ділення.

Натхнення: naked-science.ru


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments