Alapvető evolúciós felfedezés

Megtalálták azt a molekuláris szobrászmestert, amely az egyszerű, ősi baktériumokból kifaraghatta a modern, bonyolult szerkezetű sejteket.

A Rockefeller Egyetem kutatói Michael P. Rout vezetésével egy olyan molekulát fedeztek fel, amely evolúciós kapocs lehet a prokarióta, belső membránrendszerrel nem rendelkező baktériumok és a náluk sokkal összetettebb felépítésű, tagolt belső membránrendszerrel rendelkező eukarióta sejtek között. Ez a molekula fontos szerepet játszhatott azon ősi baktériumok evolúciójában, amelyekből kialakultak az eukarióta sejtek.

A belső membránrendszer többek között különböző molekulák, például fehérjék szállításáért és osztályozásáért felelős, és elhatárolja egymástól a sejt belső reakciótereit. Ugyanez a membrán borítja a sejtmagot is. A membránnal borított sejtmag fontos jellemzője az eukarióta sejteknek, tehát például a növények és állatok testét felépítő sejteknek - így lehet megkülönböztetni őket a valódi sejtmaggal nem rendelkező prokarióta sejtektől, mint amilyenek a baktériumok.

Az eukarióta sejtek magját burkoló membránban olyan ún. póruskomplexek találhatók, amelyek átjárást biztosítanak a sejtmag és a sejtplazma közötti anyagforgalomhoz. Működési szempontból például a középkori várak kapujához hasonlítanak, mert nem csupán átjárók, de végső soron ellenőrzőhelyek is. A kis molekulák szabadon jöhetnek-mehetnek, de a nagyobb fehérjék és a genetikai információt kifelé közvetítő RNS-molekulák csak egy előválogatást követően haladhatnak át a "kapukon".

Ezekben a speciális komplexekben fedeztek fel a kutatók egy olyan fehérjealkotót, amely - habár módosult az evolúció során - ősidők óta ugyanazt a feladatot látja el: meg tudja hajlítani a membránokat. Ez a felfedezés betekintést enged az eukarióta sejtek kialakulásába, abba a bonyolult folyamatba, amelynek során kialakultak a membránnal borított sejtszervecskék és a sejt bonyolult membránrendszere.

A membránok alakításának képessége lehetővé tette, hogy a sejt belsejében egymástól nagyon eltérő kémia környezetű és funkciójú terek alakuljanak ki. Elhatárolt terek jöttek létre a salakanyagok eltávolítására (lizoszóma), a fehérjeszintézisre (endoplazmatikus retikulum) és a sejt örökítőanyaga, a DNS-állomány is külön "szobát" kapott (sejtmag). A kutatók úgy vélik, hogy ezek a szerezetek és az egyéb sejtszervecskék körülbelül 2-3 milliárd évvel ezelőtt alakulhattak ki.

Az egyik elmélet szerint az eukarióta sejtek belső membránrendszere úgy alakulhatott ki, hogy néhány ősi baktérium képes volt hajlatokat képezni az őt körülvevő membránon. Így képes volt arra is, hogy belső membránstruktúrákat fűzzön le a saját membránjából, például azért, hogy más élőlényeket így kebelezzen be. A vizsgálatok szerint a modern eukarióta sejtek magpórus-komplexeiben is megtalálható egyik fehérjekomplex, a Nup84 őse lehetett az, amely a fő molekuláris "szobrászmester" szerepét töltötte be a membránok formálásában.

Bodrogi Lilla