Para saintis mungkin telah menemui pautan yang hilang antara sel-sel mudah dan kompleks, yang membentuk semua haiwan, tumbuh-tumbuhan dan kulat.
Para saintis menganggap organisme bersel tunggal yang dipanggil Archaea untuk berbaring di antara bakteria primitif, yang kekurangan nukleus, dan sel-sel yang lebih kompleks, atau eukariota, pada garis masa evolusi. Seperti sepupu bakteria mereka, Archaea kekurangan nukleus, tetapi mikroba mengandungi enzim DNA dan DNA yang mereplikasi yang mirip dengan mereka yang ada dalam eukariota.
Sesetengah ahli sains berteori bahawa eukariota berkembang kira-kira 2 bilion tahun yang lalu dari organisma pertengahan ini, apabila sebuah arkeologi purba meraih mikroorganisma yang lewat, mengisapnya ke perut selularnya, dan mengubahnya menjadi nukleus sementara. Lain-lain mencadangkan bahawa arkeologi leluhur menghantar "blebs" yang mengembara yang dibina dari dinding sel sendiri, yang melekat pada dan kemudian disepadukan organisma berselindung tunggal yang berfungsi seperti organ-organ moden, atau struktur seperti organ di dalam sel-sel yang menjalankan khusus fungsi.
Butiran mengenai peristiwa evolusi utama ini masih keruh, sebahagiannya kerana saintis telah menemui sedikit bukti tentang tempoh peralihan di antara sel mudah dan kompleks. Tetapi sekarang, penyelidik telah menunjuk jambatan yang berpotensi antara prokariote dan eukariota: persamaan ketara yang dikodkan dalam protein mereka.
Dalam eukariota, protein tertentu membawa urutan pendek, yang dikenali sebagai isyarat lokalisasi nuklear atau NLS, untuk memasuki nukleus. Pengangkut protein transporter dengan NLS dan kemudian mengiringi molekul lain melalui liang-liang dalam membran nuklear. Intinya, NLS bertindak seperti lencana keselamatan selular.
Walaupun Archaea kekurangan nukleus, beberapa protein mereka membawa lencana NLS seperti, bagaimanapun, menurut kajian yang disiarkan pada 10 September dalam jurnal Biologi Molekul dan Evolusi. Penulis mencadangkan bahawa NLS mendahului asal nukleus dan mungkin berfungsi sebagai batu loncatan evolusi yang membolehkan arkea secara beransur-ansur berkembang menjadi kehidupan yang kompleks.
"Alam cenderung mencipta dari apa yang sudah ada," kata ahli biologi evolusi Sergey Melnikov, seorang penyelidik pasca doktoral di Yale University dan penulis bersama kajian itu.
Lencana NLS ini memberikan bukti bentuk perantaraan di antara sel-sel yang mudah dan kompleks - penemuan yang setara dengan mendedahkan dinosaur seperti burung atau ikan merangkak sebagai ahli paleontologi, kata Melnikov kepada LIve Science. "Ini agak unik untuk membuat tuntutan bahawa ini ada di Archaea ... Tidak ada orang yang berpendapat mereka perlu mencari NLS di Archaea," kata ahli biologi pengkomputer Aravind Iyer, yang mengkaji evolusi protein dan genom di Pusat Maklumat Bioteknologi Negara, tetapi tidak terlibat dalam kajian semasa.
Tetapi tidak semua orang yakin: Dua pakar memberitahu Live Science bahawa NLS mungkin bukan senjata api evolusi yang menunjukkan bagaimana sel-sel mudah berkembang menjadi yang lebih kompleks.
Menggali fosil selular
Daripada menggali melalui kerangka tulang, Melnikov pergi menggali protein protein ribosom untuk menyatukan sejarah evolusi mereka. (Ribosom adalah kilang selular yang membantu memasang protein.)
"Hanya ada segelintir gen yang ada di mana-mana," bermakna mereka hadir dalam semua bentuk kehidupan, kata Melnikov. Kira-kira separuh dari kod gen yang dipelihara untuk protein ribosom, dia menjelaskan, sebuah fakta yang menunjukkan bahawa protein mempunyai warisan evolusi yang panjang, mungkin meregangkan kembali ke awal kehidupan itu sendiri. Dalam eukariota, protein ribosom memasuki nukleus untuk diubah suai sebelum menubuhkan kedai di sitoplasma; mereka menikmati akses mudah ke nukleus berkat NLS mereka.
Dengan membandingkan struktur protein ribosom yang dicontohi dari ketiga-tiga domain kehidupan - Archaea, Bakteria dan Eukarya - Melnikov bertujuan untuk melihat urutan tandatangan ini. Kumpulan Arkea yang disiasatnya adalah antara yang boleh ditemui pada hari ini.
Lagipun, Melnikov dan rakannya menggali empat protein arkeologi yang dilengkapi dengan lencana keselamatan yang serupa dengan rakan eukariotik mereka. Urutan NLS seperti muncul dalam pelbagai kumpulan Archaea, oleh itu penyelidik menyimpulkan bahawa ciri tersebut telah muncul di awal sejarah evolusi arkeologi. Walau bagaimanapun, dalam Archaea, NLS biasanya membantu organisma untuk mengenal pasti lebih banyak asid nukleik, blok DNA dan RNA. Walaupun NLSs eukariotik juga berfungsi, mereka lebih dikenali kerana membantu protein ke dalam nukleus.)
Pasukan terus menguji sama ada NLS berfungsi secara saling bertukar di seluruh kerajaan kehidupan, menukar lencana eukaryotic untuk sebuah arkeologi. Di bawah mikroskop cahaya, NLSs archaeal kelihatan berfungsi seperti NLS eukariotik dan memberikan protein yang berkaitan dengan akses VIP ke nukleus. Walaupun berkongsi fungsi yang sama, NLS dalam eukariota dan Archaea mungkin tidak berkaitan dengan evolusi, kata pakar.
Sebagai contoh, Iyer tetap meragukan dapatannya. NLS terdiri daripada hanya lima hingga enam blok bangunan protein, yang dipanggil asid amino. Oleh kerana panjang pendek dan struktur kimia tertentu, NLSs secara statistik mungkin muncul dalam protein dengan peluang semata-mata, Iyer memberitahu Sains Live.
Dengan kata lain, urutan arkeologi dan eukariotik mungkin muncul secara bebas dan oleh itu tidak akan dikaitkan dengan evolusi. Iyer berkata beliau akan lebih yakin jika penyelidikan lanjut menzahirkan NLS arkeologi dalam protein tambahan, yang sama dengan mereka yang memasuki nukleus dalam eukariota.
"Akhirnya, ini menunjukkan bahawa urutan ini mungkin mendahului nukleus," Buzz Baum, ahli biologi sel dan evolusi di Makmal Makmal Biologi Molekul MRC di England, memberitahu Live Science dalam e-mel. Archaea yang berkongsi banyak kesamaan genetik dengan eukariot moden masih kekurangan nukleus dan organel, jelasnya, jadi sukar untuk melihat bagaimana NLS ini membawa kepada pembangunan nukleus.
- Kehidupan Ekstrem di Bumi: 8 Makhluk-makhluk Jahat | Sains Hidup
- 7 Teori Mengenai Asal Kehidupan | Sains Hidup
- Galeri: Pelangi Kehidupan di Great Salt Lake | Extremophiles | Hidup ...
Originally diterbitkan pada Sains Hidup.
