Eukaryogenéza

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Schematický model eukaryotickej bunky. 1 - jadierko; 2 - jadro; 3 - ribozóm; 4 - vezikula; 5 - drsné endoplazmatické retikulum; 6 - Golgiho aparát; 7 - cytoskelet; 8 - hladké endoplazmatické retikulum; 9 - mitochondria; 10 - vakuola; 11 - cytosól; 12 - lyzozóm; 13 - centriola

Eukaryogenéza je evolučný proces vzniku eukaryotickej bunky, ktorá na rozdiel od prokaryotickej obsahuje množstvo vnútorných membrán a zložité organely (mitochondrie a podobne). Niektoré okolnosti tohto procesu dodnes nie sú úplne objasnené a existuje množstvo hypotéz predpokladajúcich autogénny (vzniknutý postupnou premenou pôvodnej bunky) alebo xenogénny (vzniknutý symbiózou viacerých buniek) pôvod. Podľa súčasných poznatkov je eukaryotická bunka výsledkom tak autogénnych, ako aj xenogénnych procesov. O mitochondriách a plastidoch možno takmer s určitosťou povedať, že vznikli endosymbioticky, tzn. pohltením jedného organizmu druhým. Iné štruktúry v eukaryotickej bunke však vznikli autogénne, na základe mutácií (de novo).

Vznik eukaryotickej bunky zrejme nastal asi pred 2 miliardami rokov.[1] Niektorí vedci s tým však nesúhlasia a kladú tento míľnik do oveľa nedávnejšej doby.[2]

Eukaryogenéza bola pre evolúciu mimoriadne dôležitým procesom, pretože až vznik eukaryotickej bunky umožnil vznik mnohobunkovosti v užšom zmysle a v konečnom dôsledku aj vznik človeka.

Počiatky eukaryogenézy[upraviť | upraviť zdroj]

Presný priebeh začiatku eukaryogenézy nie je úplne objasnený. Zdá sa, že k vzniku eukaryotov prispeli genómy tak archeálnych, ako aj bakteriálnych buniek.[3][4] Podrobne sa priebeh eukaryogenézy snaží vysvetliť viac než 20 hypotéz.[5] Dôležitú úlohu v týchto hypotézach často hrajú práve baktérie a archea, teda dve prokaryotické domény, z ktorých sa pravdepodobne eukaryoty vyvinuli.

Často sa v hypotézach objavuje otázka vzniku mitochondrií, ktorá je však v základných rysoch už v podstate objasnená. V tejto organele bola totiž nájdená DNA, ktorá vykazuje značnú príbuznosť s baktériami z radu Rickettsiales. Endosymbiotická teória preto tvrdí, že mitochondrie vznikli práve pohltením Rickettsií inou bunkou a mitochondrie sú potomkovia týchto baktérií.[3] To však pravdepodobne neznamená, že samotný vznik mitochondrií znamenal vznik eukaryotov v dnešnom slova zmysle. Eukaryotická bunka má aj množstvo iných typických rysov, ako je bunkové jadro, endomembránový systém, lineárne chromozómy a mRNA splicing, ale nie je jasné, či tieto rysy vznikli pred alebo po endosymbióze budúcej mitochondrie.[4]

Chimérické hypotézy[upraviť | upraviť zdroj]

Chimérické hypotézy je súhrnné označení pre také hypotézy, ktoré predpokladajú v priebehu eukaryogenézy fúziu niekoľkých typov buniek.

Archeálna hypotéza[upraviť | upraviť zdroj]

Podľa tzv. archeálnej hypotézy je eukaryotická bunka vzdialeným potomkom bunky ístej archebaktérie, ktorá pohltila bakteriálneho symbionta. Zo symbionta sa vyvinula mitochondria. Horizontálnym prenosom genetickej informácie z mitochondrie do archeálneho genómu sa potom vysvetľuje skutočnosť, že mnohé znaky eukaryotov sú skôr bakteriálneho pôvodu. Ďalšie gény skôr bakteriálneho pôvodu by teoreticky mohla eukaryotická bunka získať aj z potravy, pokiaľ sa živila bakteriálnymi bunkami (tzv. gene ratchet teória).[3] Niektoré varianty tejto hypotézy sa zaoberajú aj mechanizmom pohltenia bakteriálneho predka mitochondrie a napr. predpokladajú, že archeálny predok eukaryotov by nemal bunkovú stenu (ako recentná Thermoplasmata), naopak by už mal aktínový základ cytoskeletu s rozvetvenými filamentami, ktorý by umožňoval vychlípeniny plazmatickej membrány uľahčujúce zachytenie baktérie. Vychádzajú pritom z monofýlie genetického kódovania niektorých archeálnych a eukaryotických aktínov.[6]


Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Eukaryogeneze na českej Wikipédii.

  1. KNOLL, Andrew H., Javaux, E. J., Hewitt, D., Cohen, P. Eukaryotic organisms in Proterozoic oceans. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Part B, 2006, roč. 361, čís. 1470, s. 1023–1038. DOI10.1098/rstb.2006.1843. PMID 16754612. PMC: 1578724. (anglický jazyk)
  2. CAVALIER-SMITH, T. Predation and eukaryote cell origins: A coevolutionary perspective. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 2009, roč. 41, s. 307-22. ISSN 1357-2725. DOIS1357-2725(08)00411-1. PMID 18935970. (anglický jazyk)
  3. a b c EMELYANOV, Victor V. Mitochondrial connection to the origin of the eukaryotic cell. European Journal of Biochemistry, roč. 270, čís. 8, s. 1599-1618. DOI10.1046/j.1432-1033.2003.03499.x. (anglický jazyk)
  4. a b POOLE, Anthony M, David Penny Evaluating hypotheses for the origin of eukaryotes. BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology, január 2007, roč. 29, s. 74-84. ISSN 0265-9247. DOI10.1002/bies.20516. PMID 17187354.
  5. PISANI, D., Cotton J. A., McInerney J. O. Supertrees disentangle the chimerical origin of eukaryotic genomes. Mol Biol Evol, august 2007, roč. 24, čís. 8, s. 1752-60. DOI10.1093/molbev/msm095. PMID 17504772. (anglický jazyk)
  6. YUTIN, Natalya, Wolf Maxim Y., Wolf Yuri I., Koonin Eugene V. The origins of phagocytosis and eukaryogenesis. [online]. . DOI:10.1186/1745-6150-4-9 (anglicky)