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江蘇綠葉生物科技有限公司

研究聚焦現(xiàn)代細胞內共生現(xiàn)象

時間:2014-11-18閱讀:597
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一種曾獨立生存的細菌“定居”在細胞中,并由此形成被稱為線粒體的細胞器。線粒體通過氧化糖分為其宿主細胞產(chǎn)生能量,同時使一些早期生命在地球氧氣濃度日益增加的環(huán)境中生存下來。另一種細胞內的寄居細菌則成為葉綠體的祖先。葉綠體是一種進行光合作用的細胞器,它的出現(xiàn)使植物和藻類的產(chǎn)生成為可能。

研究人員逐漸認識到,這些具有里程碑意義的事件并非當時*。作為一種存在于有機體和寄居生物間的互惠關系,胞內共生在當今依然盛行,并且為人們了解該過程在生命早期歷史中以何種方式發(fā)揮作用提供借鑒。

研究已讓生物學家確信線粒體僅僅經(jīng)歷了一次進化,即從一種被稱為變形菌綱的細菌演變成線粒體,但這些細胞器自那時起不斷地走向多元化。這種細菌的現(xiàn)代非寄生“親戚”擁有幾百萬個堿基對和2000個基因,但其所有線粒體后代擁有的基因都非常少,有的只有3個。同時,基因組的大小和形狀也各不一樣。zui小的線粒體基因組只有6000個堿基對,而人類線粒體DNA有16000個堿基對。一些植物更是*地擴展了自身線粒體的基因組,甚至擁有一些明顯無關緊要的DNA。目前已知的zui大基因組有1100萬個堿基對,來自一種蠅子草屬開花植物。同時,該基因組被分成很多環(huán)狀染色體,而有些染色體根本不含基因。“線粒體已成為非常規(guī)基因組無止境的。

很多現(xiàn)代內共生體也打破了同樣的規(guī)則。作為刺吸式口器昆蟲,蟬從寄居在其特殊細胞中的細菌搭檔那兒獲取進食中失去的氨基酸。另一種蟬的體內,Hodgkinia將自己的DNA翻倍,并分成兩個不同的基因組。提供兩種氨基酸的任務也據(jù)此進行了分配:一個提供一些基因,另一個*氨基酸生產(chǎn)的空白,從而使兩個“物種”對內共生都至關重要。

與此同時,科學家研究了與葉綠體復雜進化類似的現(xiàn)代過程。葉綠體的進化曾出現(xiàn)過一次,隨后消失,但又在各種現(xiàn)代光合生物中以不同的方式重新獲得。進行光合作用的細胞器起初是一種被真核細胞吞食的藻青菌。*以來,植物生物學家認為這種原始的葉綠體已經(jīng)消失。但當宿主細胞吞食一種自己擁有葉綠體的藻類后,新的葉綠體又出現(xiàn)了。

 

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