معلومة

3.8: مكونات أخرى حقيقية النواة - علم الأحياء

3.8: مكونات أخرى حقيقية النواة - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

3.8: مكونات أخرى حقيقية النواة

متى تطورت الخلايا حقيقية النواة (الخلايا ذات النوى والعضيات الداخلية الأخرى) لأول مرة؟ ما الذي نعرفه عن كيفية تطورها من أشكال الحياة السابقة؟

"تشير الأدلة المستمدة من الأحافير الدقيقة بقوة إلى أن الحياة نشأت على الأرض منذ فترة طويلة ، وربما في غضون بضع مئات الملايين من السنين من تكوين الكوكب. وتحتوي الصخور الرسوبية التي يبلغ عمرها 3.5 مليار سنة (وربما تلك التي يبلغ عمرها 3.8 مليار سنة) على ما يبدو أنها ستروماتوليت أحفورية ، وهي مستعمرات طبيعية تتكون من بكتيريا التمثيل الضوئي داخل السدوماليت ، يمكن للمرء أن يرى أشكالًا مجهرية تذكرنا بالبكتيريا. إذا كانت هذه البكتيريا المفترضة هي أسلاف مباشرة لبكتيريا التمثيل الضوئي الموجودة ، فقد تطورت الحياة بالفعل بحلول ذلك الوقت ، بعد أن مرت بالمراحل التي أدت إلى معظم سلف عالمي حديث وانقسام سلالة الأسلاف إلى خطوط النسب الأولية.

"بمقارنة التسلسلات الجزيئية بسلاسل الأنساب ، يخبرنا علماء علم الوراثة الجزيئي أن سطرين أساسيين للنسب يؤديان إلى بكتيريا eubacteria (أو البكتيريا الشائعة ، والتي تشمل بكتيريا التمثيل الضوئي) وإلى السلالة المشتركة الثانية التي انقسمت لاحقًا لتشكيل العتائق (التي مثل eubacteria هي بدائيات النوى) وحقيقيات النوى (التي تشمل جميع النباتات والحيوانات العليا). يبدو أن كل هذه الأحداث قد سبقت أقدم ستروماتوليت أحفورية. لذلك يبدو أن سلالة حقيقيات النوى قديمة جدًا ، قديمة مثل سلالتي بدائية النواة.

"السؤال الرئيسي الذي لم تتم الإجابة عليه هنا يتعلق بالوقت الذي يتكون فيه نوع الخلية حقيقية النواة على خط حقيقيات النوى. تبدو الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من الناحية الهيكلية من نظيراتها بدائية النواة (التي نشأت منها) ، لذلك يعتقد علماء الأحياء عمومًا أن العديد من الخطوات التطورية يجب أن تفصل بين الاثنين. . ومع ذلك ، فإن جذع حقيقيات النوى على شجرة النشوء والتطور يولد العديد من الفروع قبل أن يصل المرء إلى الانقسام الذي يفصل أسلاف النباتات عن أسلاف الحيوانات ، والذي يبدو أنه حدث منذ أكثر من مليار سنة. ويبدو أنه كان هناك العديد من الفروع السابقة من جذع حقيقيات النوى ، وكلها ممثلة بحقيقيات النوى أحادية الخلية (مثل قوالب الوحل ، والسوط ، والتريكوموناد ، والدبلوماسيون ، والميكروسبوريديا ، من بين أمور أخرى).

"من الواضح أن تاريخ حقيقيات النوى يعود بعيدًا إلى العصر الذي كان فيه الغلاف الجوي للأرض يحتوي على القليل من الأكسجين أو لا يحتوي على أكسجين ، منذ أكثر من ملياري سنة. ومع ذلك ، فإن مفهومنا الحالي لأصل الخلية حقيقية النواة في حالة تغير مستمر ، ويظهر تسلسل تطوري قد يكون الأمر بسيطًا عند وضعه على مخطط شجرة النشوء والتطور أكثر تعقيدًا وإثارة للاهتمام في الواقع. نحن نعلم أن الخلية حقيقية النواة من أصل قديم ، لكننا لا نعرف بعد الديناميكية التطورية التي يقوم عليها تكوينها. "

يقدم J. Peter Gogarten من قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية بجامعة كونيتيكت في Storrs نظرة عامة أوسع:

"السؤال هو موضوع جدل مستمر وحي. أفضل التخمينات للوقت الذي تطورت فيه حقيقيات النوى تتراوح من أقل بقليل من 2.0 مليار سنة إلى حوالي 3.5 مليار سنة قبل الوقت الحاضر.

"أحد مصادر المعلومات الأقل غموضًا هو السجل الأحفوري. يشير عمل غونزالو فيدال من جامعة أوبسالا في السويد إلى أن حقيقيات النوى أحادية الخلية تعود بالتأكيد إلى 1.7 مليار سنة قبل الميلاد ومن المحتمل جدًا أن تصل إلى 2.2 مليار سنة على الأقل قبل تاريخ الميلاد. ومع ذلك ، فإن السجل الأحفوري المبكر متناثر للغاية ، ولم يكن من الضروري تحديد الخلايا حقيقية النواة الصغيرة الموجودة في السجل الأحفوري. ربما كان موجودًا منذ وقت طويل قبل أن يتم إدخاله في السجل الأحفوري بشكل يمكن التعرف عليه.

"هناك طريقة أخرى تتمثل في تحديد تاريخ السلالات من خلال النظر إلى" ساعة "من التغيرات الجزيئية التي تتراكم في الشفرة الجينية. وعلى الرغم من أن هذا النهج قد تم استخدامه بنجاح لفك رموز العلاقات بين الكائنات الحية ، إلا أنه يتم معايرتها لقياس الوقت المنقضي منذ تباعد فروع النشوء والتطور يمثل مشكلة فيما يتعلق بالتطور المبكر للحياة ، ولا يوجد نهج مقبول بشكل عام.استخدمت معظم المحاولات لتحديد تاريخ أشجار النشوء الجزيئي المبكرة ظهور حقيقيات النوى (حوالي 2.0 مليار سنة قبل الميلاد) كنقطة معايرة. راسل ف. دوليتل وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ، حاول مؤخرًا توسيع نطاق المعايرة إلى الماضي ، ولكن هذا العمل محل خلاف. يركز الجدل على الحالات المحتملة لنقل الجينات الأفقي عبر فروع النشوء والتطور التي تجاهلها هؤلاء المؤلفون وعلى تصحيح غير كافٍ لـ الاستبدالات المتعددة بالإضافة إلى ذلك ، تفترض هذه الاستقراء المتخلف أن معدل الجزيئية ج التأرجح في الوقت الذي نشأت فيه حقيقيات النوى هو نفسه الذي كان عليه خلال تطور الميتازوان ، في حين أنه في الواقع ربما كان أسرع بكثير.

"الخلية حقيقية النواة النموذجية نتجت عن تكافل بين أسلاف بدائيات النوى المختلفة. يمكن تتبع ثلاثة مكونات بدائية النواة من خلال مقارنة الجزيئات في بدائيات النوى الموجودة وحقيقيات النوى. هذه المكونات هي الميتوكوندريا (مشتقة من البكتيريا الأرجواني) ، والبلاستيدات (من البكتيريا الزرقاء) ، و مكون النوكليوسيتوبلازميك (من البكتيريا البدائية) قد تكون السمات الأخرى في الخلايا حقيقية النواة - على سبيل المثال ، الهيكل الخلوي - من أصل بكتيري أيضًا ، ولكن حتى الآن لم يقدم السجل الجزيئي أدلة لا لبس فيها على أصلها.

"يتفرع المكون النوى للخلية حقيقية النواة في وقت مبكر جدًا من الإشعاع التطوري للبكتيريا البدائية. هناك نزاع نشط حول ما إذا كانت بعض البكتيريا البدائية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالبلازما النواة حقيقية النواة أكثر من غيرها (مؤيدو وجهات النظر المختلفة هم جيمس ليك من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وكارل ووز من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين). بغض النظر عن كيفية حل النقاش ، يجب أن يكون سلف النوى النواة حقيقية النواة قد انفصل عن البكتيريا البدائية في وقت مبكر أو حتى قبل ذلك. ، العصر الذي نشأت فيه المجموعات الرئيسية للبكتيريا البدائية. على النقيض من ذلك ، انفصلت أسلاف الميتوكوندريا والبلاستيدات عن سلالة eubacteria فقط بعد الإشعاع التطوري الذي أدى إلى ظهور الممالك eubacterial الرئيسية. لذلك ، من المحتمل أن حقيقيات النوى البدائية تفتقر إلى الميتوكوندريا والبلاستيدات كانت موجودة منذ وقت طويل قبل أن يتم تسجيلها في سجل الحفريات تتفاجأ إذا لم يعود تاريخ هذه حقيقيات النوى إلى ما لا يقل عن 3.0 مليار سنة قبل الوقت الحاضر.


شاهد الفيديو: المحاظرةمكونات الخلية حقيقية النواة وجدار الخليةالغشاء البلازميالست شيماءالذهبي (أغسطس 2022).