За допомогою математичного моделювання біологи з Університетського коледжу Лондона з’ясували, що останній загальний предок (ОЗП), що жив чотири мільярди років тому, володів «плинною» мембраною. Цей факт допоміг знайти відповідь на два важливих питання біології: чому всі клітини користуються одним і тим же механізмом збору енергії і чому у двох доменів живих істот, які першими розійшлися в ході еволюції (бактерії і археї), настільки різниться будова мембран. Дослідження представлено в журналі PLoS Biology.
Вчені вважають, що ОЗП (це був одноклітинний організм) мешкав у гідротермальних джерел на дні океанів, де багата позитивно зарядженими частинками морська вода змішувалася з теплою лужною рідиною (де протонів, навпаки, було мало). Такий градієнт протонів дозволив частинкам потрапляти в клітку, сприяючи виробленню молекул АТФ – головного джерела енергії для всіх біохімічних процесів. А завдяки «дірявій» мембрані протони легко покидали організм, поступаючись своїм місцем новим частинкам. Модель біологів показала, що швидкість притоку і відтоку протонів в клітку була досить велика, щоб забезпечити їхнє зростання.
Читайте також: Як глобальне потепління вплине на мікроорганізми
Однак щоб покинути підводне середовище ОЗП довелося «навчити» свою мембрану самостійно викачувати протони з клітки. Цю проблему археї і бактерії вирішили по-різному, створивши різні структури «зашитих» мембран і протонні насоси. Ідея виниклого природним чином зовнішнього градієнта позитивно заряджених частинок дозволяє пояснити, чому біоенергетика мембрани у бактерій і архей однакова, хоча протонні насоси і самі мембрани влаштовані по-різному.
