В какой паре клеток будут содержаться отличающиеся наборы днк
Петр П. · 21 августа 2016
4,1 K
Это очень интересный вопрос! Мне кажется, предыдущий ответ немножко сумбурный, поэтому отвечу.
Дело в том, что в нашем организме нет ни одной клетки, в которой работали бы все гены сразу. Во всех клетках нашего организма всегда работает некоторый процент от всего генома. Это — так называемые «гены домашнего хозяйства». Они отвечают за самые важные и необходимые функции, вне зависимости от специализации и вида клетки. То есть это те гены, которые работают во всех клетках без исключения. А есть гены, которые работают только в одном типе клеток, например, в нейронах мозга. Эти гены занимают определённый процент во всём геноме. Есть гены, работающие только в эритроцитах. Например, зачем нейронам гемоглобин для переноса кислорода? В нейронах ген гемоглобина отключается, зато гемоглобин необходим эритроцитам, и там этот ген активно работает. Такие гены называются «luxury гены» или «гены роскоши».
Таким образом, клетки отличаются друг от друга, несмотря на одинаковый геном, потому что в каждом типе клеток работает свой набор генов, а не весь геном целиком.
«Есть гены, работающие только в эритроцитах.»
В человеческих эритроцитах ядра нет и там вообще гены не «работают», например.
ДНК это не «чертеж», где нужно строить все, это скорее «сценарий в театре», где у каждого актера есть все реплики, даже чужие. Клетки состоят из белков и в ДНК лежат полные инструкции всех возможных белков, которые клетка может сделать. Но выбор, что именно сделать — этим занимается не ДНК, а специальные белки, называемые транскрипционными факторами*. Они определяют… Читать далее
Чем отличаются клетки рака и клетки HeLa?
Физиолог, художник, самка сатира
Раковая клетка — это очнь общее понятие, так как клетки даже одной опухоли часто сильно отличаются друг от друга по набору мутаций, не говоря уже о клетках опухолей, возникших в разных тканях. Некоторые их них достаточно близки к нормальным, тогда как другие претерпевают сложные хромосомные перестройки, приобретают миграционный фенотип и т.д.
Клетки HeLa — это клеточная культура, полученная из рака шейки матки пациентки Генриетты Лакс 55 лет назад. Причем эта культура представляет собой потомство одной, причем очень сильно видизмененной клетки. Например, клетки HeLa не диплоидны (как нормальные клетки человека и большинство раковых клеток), а (часто) гипертриплоидны. Это значит, что у них тройной набор хромосом плюс еще какие-то ошметки хромосом, специфичные именно для этий клеточной линии. Во-вторых, они делятся очень быстро даже на фоне других (обычных) раковых клеток, в них очень активная теломераза. В третьих за 55 лет они (в некоторой степени) проспособились жить вне организма на чашках Петри в специальной среде для культивирования, можно сказать, что они эволюционируют. Однажды Лей ван Вален предложил считать клетки HeLa отдельным видом Helacyton gartleri на основании несовместимости кариотипа этих клеток человеческому и специфической «экологической ниши». Многие ученые оспорили это предложение, но прецедент был.
Говорят, что клетки используют пузырьки жидкого вещества, которое сами вырабатывают, для общения друг с другом. Как это работает?
Молекулярный биолог, к.б.н., научный консультант студии научной графики Visual…
Клеткам самых разных организмов действительно надо принимать и реагировать на сигналы из окружающей среды, а также отправлять свои собственные. И эти сигналы имеют в основном химическую природу. То есть, клетки, грубо говоря, перекидываются молекулами.
Это нужно на каждом шагу. Например, клетки должны уметь реагировать на гормоны и нейромедиаторы (вещества, участвующие в передаче нервных импульсов), одни клетки должны иметь возможность передать другим, что столкнулись с вредным (или полезным) микробом, клетки должны получать сигналы о том, что им пора делиться, или наоборот, останавливать деления и менять каким-то образом свою жизнедеятельность (например, начать что-нибудь выделять, поменять форму или вообще умереть).
В роли сигнальных молекул могут быть как небольшие белки, так и совсем маленькая химия типа производных аминокислот или холестерина. В роли приемников сигнала выступают рецепторы — это обычно белки, сидящие в клеточных мембранах. Когда к ним снаружи клетки приходит сигнальная молекула, они могут немного поменять свою форму или отсоединить от себя кусок. Это, в свою очередь, запускает каскад подобных превращений уже внутри клетки. В результате, сигнал доходит до какого-нибудь белка, который умеет запускать работу, допустим, пары десятков определенных генов, продукты которых нужны для ответа на химический сигнал.
С «пузырьками жидкого вещества» история следующая. Вся эта увлекательная биохимия происходит преимущественно в водных растворах. Без жидкости биологии не бывает. Но если речь идет об одной-двух молекулах, мы не можем сказать, жидкое это вещество или нет. Это просто молекулы в растворе.
Насчет пузырьков. Внутри клеток есть много разных отделов (органелл), которые выполняют разные задачи. Где-то хранятся гены, где-то синтезируются белки, где-то вырабатывается энергия и так далее. Органеллы преимущественно окружены мембранами — это такие двойные слои из молекул, которые не смешиваются с водой, как жир в бульоне, и умеют не пропускать через себя многие соединения. Мембраны очень важны для клеток, поскольку отделяют одни части от других и позволяют разделять в пространстве и упорядочивать разные процессы. Из мембран, помимо прочего, внутри клеток могут образовываться пузырьки. Если клетка что-то выделяет наружу, она очень часто использует именно такие пузырьки. В таком случае внутри клетки пузырек нагружается нужными веществами (да хоть теми же сигнальными молекулами) и отправляется к внешней клеточной мембране. После того, как пузырек с этой внешней мембраной сливается, его содержимое выбрасывается во внешнюю среду, где может достичь других клеток и что-то им, например, сообщить важное.
Прочитать ещё 1 ответ
В чём сходство и в чём различие молекул ДНК и РНК?
Engineer — programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber
Молекулы ДНК и РНК представляют собой биологические полимеры, нуклеиновые кислоты со схожими химическими составами.
Основные сходства молекул ДНК и РНК:
- химическая основа — нуклеиновая кислота;
- общий план строения мономер — нуклеотид;
- содержание остатков фосфорной кислоты.
Основные отличия молекул ДНК и РНК:
- молярная масса молекулы: ДНК > РНК;
- функция: молекула ДНК хранит наследственную информацию, РНК — переносит ее;
- количество цепей: ДНК — двухцепочечная молекула, РНК — одноцепочечная;
- местонахождение в клетке: ДНК — ядро, РНК — ядро и цитоплазма;
- сахар: ДНК — дезоксирибоза, РНК — рибоза.
Прочитать ещё 2 ответа
ДНК индивидуума содержит информацию о скольких поколениях предков и насколько она точная и полная?
Каждый родитель передает половину своей генетической информации ребенку. Важно понимать, что эта информация не является «информацией о предке». В ДНК зашит план, по которому развивался организм и именно этот план передается потомкам. Нехитрыми вычислениями можно прикинуть, что у вас по две половинки генетического кода родителей, по четверти от каждых бабушек и дедушек, по одной восьмой от прабабушек и прадедушек, и т.д.
В теории воссоздать живое существо, зная его ДНК, возможно. Однако здесь есть множество «но»:
- Это все же будет другое существо, потому что немалая часть нашего развития определяется внешними факторами, а не ДНК.
- Достаточно сохраненное ДНК вне живого организма или лаборатории — большая редкость. В останках чаще всего находятся сильно поврежденные фрагменты ДНК
- Необходимо найти способ выносить такой организм. Если ДНК принадлежит ныне живущему виду, то задача чуть-чуть упрощается. Если же ДНК принадлежит уже исчезнувшему виду, например мамонту, то необходимы либо технологии внешнего вынашивания, либо генетического изменения близкородственных видов до той степени, что они смогут выносить новый организм. Ни одной из таких технологии у человечества пока нет.
Прочитать ещё 2 ответа
Мархабо Х. · 23 ноября 2018
768
Имею естественно научное образование, в юношестве прикипел к литературе, сейчас…
В зародыше клетках эндосперма триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n)+n=3n
Почему ДНК митохондрий наследуется только по линии матери?
Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать как устроен сперматозоид.
Он состоит из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро, в шейке митохондрии, в хвостике микрофиламенты образующие жгутик.
При слиянии сперматозоида с яйцеклеткой, проникает только его головка, а хвостик и шейка остаются за пределами яйцеклетки. В итоге будущий организм имеет митохондрии только те, что были в яйцеклетке, то есть митохондрии матери, поэтому митохондрии передаются только по материнской линии 🙂
Какая роль удвоения центриолей для клеточного цикла?
TutorOnline — одна из крупнейших онлайн-школ. Мы преподаем более 150 предметов. Наша цель… · tutoronline.ru
Центрио́ль — внутриклеточная органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. Эти органеллы в делящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. Процессы жизненного цикла клеток — размножение, дифференцировка и гибель — определяют образование, развитие, функционирование и смерть организмов. От них зависит сохранение структурного и генетического гомеостаза, возможность регенерации и восстановления после действия повреждающих факторов. Любые нарушения этих процессов ведут к заболеваниям. Возможность контролировать эти процессы и направленно влиять на них открывает новые возможности профилактики и лечения многих заболеваний, включая онкологические, сердечно-сосудистые, нейродегенеративные и другие, разрабатывать более эффективные способы реабилитации. Значение изучения жизненного цикла отражено в 6-ти Нобелевских премиях по физиологии и медицине (биологии), присужденных за последние 20 лет. Кле́точный цикл — период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или полного исчезновения. Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена. В клетках высших растений и большинства грибов центриолей нет, и митотическое веретено образуется там иным способом. Кроме того, ученые полагают, что ферменты клеточного центра принимают участие в процессе перемещения дочерних хромосом к разным полюсам в анафазе митоза. Цикл развития Обычно в течение клеточного цикла центриоль удваивается один раз. Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение S-периода интерфазы. В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы. Центросомы в свою очередь служат ЦОМТами (центрами организации микротрубочек) веретена деления. Однако от этой общей схемы существует масса отклонений. Во многих клетках центриоли многократно удваиваются за один клеточный цикл. При созревании яйцеклеток у подавляющего большинства животных центриоли разрушаются (при этом многие белки, входящие в состав центросом, по-прежнему присутствуют в клетке). При образовании сперматозоидов, напротив, деградирует центросома; одна из центриолей превращается в базальное тельце жгутика, а вторая сохраняется интактной. Однако у мыши и других грызунов (в отличие от остальных изученных млекопитающих), а также у улиток деградируют и обе центриоли сперматозоидов. После оплодотворения новые центриоли возникают в зиготе либо за счет удвоения центриоли, внесенной сперматозоидом, либо за счет образования заново.
Мархабо Х. · 23 ноября 2018
768
Имею естественно научное образование, в юношестве прикипел к литературе, сейчас…
В зародыше клетках эндосперма триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n)+n=3n
Почему ДНК митохондрий наследуется только по линии матери?
Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать как устроен сперматозоид.
Он состоит из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро, в шейке митохондрии, в хвостике микрофиламенты образующие жгутик.
При слиянии сперматозоида с яйцеклеткой, проникает только его головка, а хвостик и шейка остаются за пределами яйцеклетки. В итоге будущий организм имеет митохондрии только те, что были в яйцеклетке, то есть митохондрии матери, поэтому митохондрии передаются только по материнской линии 🙂
Какая роль удвоения центриолей для клеточного цикла?
TutorOnline — одна из крупнейших онлайн-школ. Мы преподаем более 150 предметов. Наша цель… · tutoronline.ru
Центрио́ль — внутриклеточная органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. Эти органеллы в делящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. Процессы жизненного цикла клеток — размножение, дифференцировка и гибель — определяют образование, развитие, функционирование и смерть организмов. От них зависит сохранение структурного и генетического гомеостаза, возможность регенерации и восстановления после действия повреждающих факторов. Любые нарушения этих процессов ведут к заболеваниям. Возможность контролировать эти процессы и направленно влиять на них открывает новые возможности профилактики и лечения многих заболеваний, включая онкологические, сердечно-сосудистые, нейродегенеративные и другие, разрабатывать более эффективные способы реабилитации. Значение изучения жизненного цикла отражено в 6-ти Нобелевских премиях по физиологии и медицине (биологии), присужденных за последние 20 лет. Кле́точный цикл — период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или полного исчезновения. Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена. В клетках высших растений и большинства грибов центриолей нет, и митотическое веретено образуется там иным способом. Кроме того, ученые полагают, что ферменты клеточного центра принимают участие в процессе перемещения дочерних хромосом к разным полюсам в анафазе митоза. Цикл развития Обычно в течение клеточного цикла центриоль удваивается один раз. Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение S-периода интерфазы. В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы. Центросомы в свою очередь служат ЦОМТами (центрами организации микротрубочек) веретена деления. Однако от этой общей схемы существует масса отклонений. Во многих клетках центриоли многократно удваиваются за один клеточный цикл. При созревании яйцеклеток у подавляющего большинства животных центриоли разрушаются (при этом многие белки, входящие в состав центросом, по-прежнему присутствуют в клетке). При образовании сперматозоидов, напротив, деградирует центросома; одна из центриолей превращается в базальное тельце жгутика, а вторая сохраняется интактной. Однако у мыши и других грызунов (в отличие от остальных изученных млекопитающих), а также у улиток деградируют и обе центриоли сперматозоидов. После оплодотворения новые центриоли возникают в зиготе либо за счет удвоения центриоли, внесенной сперматозоидом, либо за счет образования заново.
Мархабо Х. · 23 ноября 2018
978
Имею естественно научное образование, в юношестве прикипел к литературе, сейчас…
В зародыше в эндосперме триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка и спермия 2n+n=3n
Почему ДНК митохондрий наследуется только по линии матери?
Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать как устроен сперматозоид.
Он состоит из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро, в шейке митохондрии, в хвостике микрофиламенты образующие жгутик.
При слиянии сперматозоида с яйцеклеткой, проникает только его головка, а хвостик и шейка остаются за пределами яйцеклетки. В итоге будущий организм имеет митохондрии только те, что были в яйцеклетке, то есть митохондрии матери, поэтому митохондрии передаются только по материнской линии 🙂
Кому свойственно внутреннее оплодотворение?
Образование: высшее (бакалавр + магистр). Увлечения: спорт, путешествие, кофе:)
Для начала дадим определение понятия оплодотворение. Это процесс слияния половых клеток (гамет), в результате которого формируется зигота. В ядре зиготы все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна является отцовской, другая – материнской. Следовательно, оплодотворение приводит к восстановлению диплоидного набора хромосом и объединению в зиготе наследственной информации родительских особей.
Процесс оплодотворения включает несколько этапов:
● Проникновение сперматозоида в яйцеклетку, что вызывает у яйцеклетки отслоение оболочки оплодотворения, препятствующей проникновению других сперматозоидов.
● Слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной зиготы: ядро сперматозоида увеличивается и достигает размеров ядра яйцеклетки, затем ядра сближаются и сливаются, в результате образуется зигота.
● Активация зиготы к дальнейшему развитию.
Внутреннее оплодотворение характерно прежде всего для обитателей суши – многих беспозвоночных (например, круглых червей, пауков, насекомых) и всех наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих). Этот тип оплодотворения наблюдается и у некоторых водных животных, например, у хрящевых рыб и головоногих моллюсков.
Внутреннее оплодотворение происходит в материнском организме, для этого сперматозоиды вводятся в половые пути самки. Вероятность встречи мужских и женских гамет гораздо выше, чем при наружном оплодотворении, поэтому у животных со внутренним оплодотворением формируется меньшее количество половых клеток.
Источник информации: https://dashkov.by/reshebnik/311-p36.html
Прочитать ещё 1 ответ
В чем отличия оогенеза от сперматогенеза?
И спермиогенез, и оогенез происходят в результате мейоза — редукционного деления. При этом происходят два последовательных деления клеток по типу митоза — непрямого деления клеток. Перед делением наследственный материал клетки (2 n) удваивается и становится (4 n). В результате первого деления из одной клетки с генетическим набором 4 n образуется две клетки с набором генов 2 n. Сразу после этого обе образовавшиеся клетки снова делятся и образуется 4 клетки с одинарным или гаплоидным набором генов 1 n. Поэтому эти клетки называются гаметы.
Спермиогенез — процесс образования мужских гамет или мужских половых клеток. В результате мейоза из одной клетки образуется четыре сперматоцита второго порядка, которые затем преобразуются в спермии — мужские половые клетки. В отличие от соматических клеток половые клетки или гаметы содержат одинарный или гаплоидный набор хромосом.
Оогенез, так же, как спермиогенез, происходит в результате мейоза. Отличие оогенеза от спермиогенеза в том, что во время первого деления мейоза при оогенезе образуется две клетки разного размера: одна большая — ооцит первого порядка, а вторая маленькая — сигнальное тельце первого порядка. Во время второго деления мейоза ооцит первого порядка снова делится неравномерно: образуется одна большая клетка — ооцит второго порядка, из которого затем развивается яйцеклетка — женская гамета и одна маленькая клетка — сигнальное тельце второго порядка. У некоторых видов сигнальное тельце первого порядка погибает, а у других оно снова делится и образуется два сигнальных тельца второго порядка.
В результате оогенеза образуется одна женская гамета — яйцеклетка и одна или три маленькие клетки — сигнальные тельца второго порядка. Они не являются гаметами, но принимают участие в оплодотворении как вспомогательные клетки.
Прочитать ещё 1 ответ
Что позволяет предположить, что эукариоты – результат симбиоза различных древних одноклеточных организмов?
физик-теоретик в прошлом, дауншифтер и журналист в настоящем, живу в Германии
Сходство белков (и кодирующих их генов) у эукариотов и архей, либо эукариотов и бактерий.
У митохондрий и пластид — ТОЛЬКО бактериальные белки, есть своя ДНК (кольцевая! часть генов, впрочем, мигрировала в ядро), свои рибосомы (бактериальные!), свои мембраны (бактериальные!).
Мембрана ядра и прилегающая цитоплазма — ТОЛЬКО «архейные». Считывание генов ядра и рибосомы цитоплазмы — ТОЛЬКО «архейные».
Прочие элементы — более или менее «гибридные». Причем там уже важные гены/белки каких-то ИНЫХ бактерий позаимствованы, не связанные с митохондриями и пластидами. А недавно обнаружен геном архей (локиархеи), уже имеющих эти заимствованные бактериальные гены (хотя бы некоторые, включая отвечающие за фагоцитоз).
Кроме того есть эукариоты, у которых нет своих хлоропластов, но есть внутренний симбионт (тоже эукариот) с хлоропластами: https://ru.wikipedia.org/wiki/Хромисты . То есть, фактом является также сама принципиальная способность эукариотов обзаводиться внутренними симбионтами.
На сегодняшний день твердо установлено, что митохондрии и пластиды эукариотической клетки являются потомками симбиотических бактерий (альфапротеобактерий и цианобактерий соответственно). Митохондрии были уже у последнего общего предка всех современных эукариот: это их универсальная черта. Хотя некоторые современные эукариоты лишены митохондрий, это — результат вторичной утраты.
Природа «хозяйской» клетки, некогда захватившей бактериальных симбионтов, менее очевидна, чем происхождение митохондрий и пластид. Геном эукариот явно имеет химерное происхождение: часть генов досталась им от архей, другая — от бактерий (в том числе от симбионтов, но не только от них). Гены архейного происхождения выполняют в эукариотической клетке в основном «центральные» функции (такие как работа с генетической информацией и синтез белка), гены бактериального происхождения — в основном «периферические» (обмен веществ, взаимодействие с внешней средой). …
По мере накопления геномных данных … становится всё более очевидно, что эукариоты обособились внутри архейной «кроны», то есть являются более близкими родственниками одним археям, чем другим.
https://elementy.ru/novosti_nauki/432477/Novootkrytyy_mikrob_zapolnyaet_bresh_mezhdu_prokariotami_i_eukariotami
Дальше там (в статье, процитированной выше) речь о недавно открытых глубоководных локиархеях (известен только их геном, живьем их пока не видели), претендующих на особую близость к эукариотам. В частности, локиархеи имеют важные группы белков (например, обеспечивающих фагоцитоз, то есть — захват находящихся снаружи частичек пищи или бактерий), которые есть у эукариотов, но отсутствуют у прочих известных архей.
Еще о локиархеях: https://kot.sh/statya/210/nashli-predkov-vseh-eukariot
- +
О другом возможном механизме образования эукариот — захват симбионтов «выпячиванием» мембраны — без фагоцитоза (без «впячивания»): https://biomolecula.ru/articles/poiavlenie-i-evoliutsiia-kletochnoi-membrany
- +
Грамм-отрицательные бактерии — это тоже химеры. (К грамм-отрицательным относятся предположительные предки митохондрий и пластид — альфа-протеобактерии и цианобактерии). Вероятно, тоже эндосимбиотические
Статистические тесты.., фактически говорят лишь о том, что геном грамотрицательных бактерий имеет химерное происхождение … Эндосимбиоз дает очень простое и красивое объяснение появлению двойной мембраны (наружная мембрана принадлежит хозяину, внутренняя — симбионту). У этой гипотезы есть проверяемые следствия — например, следует ожидать, что одна из двух мембран сохранила в себе что-то, характерное для клостридий, а вторая — для актинобактерий …
… Лейк вскользь указывает на одно дополнительное подтверждение, связанное с эволюцией фотосинтеза. Дело в том, что среди прокариот фотосинтез встречается только у некоторых клостридий, а также у многих грамотрицательных бактерий (цианобактерий, пурпурных протеобактерий, зеленых серных бактерий и др). Ни одна из древовидных эволюционных реконструкций не могла объяснить такое странное распределение способности к фотосинтезу среди прокариот — даже с учетом возможного горизонтального переноса. … схема Лейка, напротив, хорошо объясняет эту ситуацию. По-видимому, изобретателями фотосинтеза были какие-то древние клостридии. От этих клостридий фотосинтез достался по наследству первым грамотрицательным бактериям … В дальнейшем во многих группах грамотрицательных бактерий фотосинтез был вторично утрачен. Отсюда — еще одно проверяемое следствие: можно ожидать, что, порывшись хорошенько в геномах нефотосинтезирующих грамотрицательных бактерий, мы найдем там следы древних фотосинтетических систем.
https://elementy.ru/novosti_nauki/431137/Drevo_zhizni_zavivaetsya_v_koltsa
- +
Более подробно, где у эукариотов чьи белки работают:
Общепризнано, что эукариоты возникли в результате симбиоза нескольких видов прокариот. Предками митохондрий были альфапротеобактерии, предками пластид – цианобактерии. Гораздо труднее понять, кто был предком всего остального, то есть цитоплазмы и ядра. Нуклеоцитоплазма эукариот сочетает в себе признаки архей и бактерий, а также имеет множество уникальных особенностей, которых нет у современных прокариот.
… Предком митохондрий были альфапротеобактерии. Какие именно – этот вопрос остается дискуссионным. … Вскоре после перехода предков митохондрий к эндосимбиозу многие из их генов была перенесена в ядро, где они попали под контроль ядерно-цитоплазматических регуляторных систем. Гены переносились целыми крупными блоками
… 4,5 тысячи белковых доменов, которые есть у эукариот, можно разделить на 4 группы: 1) имеющиеся только у эукариот, 2) общие для всех трех надцарств, 3) общие для эукариот и бактерий, но отсутствующие у архей; 4) общие для эукариот и архей, но отсутствующие у бактерий.
Мы рассмотрим две последние группы …, поскольку для этих белков можно с определенной уверенностью говорить об их происхождении: соответственно бактериальном или архейном.
… Домены, унаследованные от архей …, играют ключевую роль в жизни эукариотической клетки. Среди них преобладают домены, связанные с хранением, воспроизведением, организацией и считыванием генетической информации.
Очень важен тот факт, что подавляющее большинство «архейных» доменов относится к тем функциональным группам, в пределах которых горизонтальный обмен генами у прокариот происходит реже всего. Скорее всего, эукариоты могли получить этот комплекс лишь путем прямого наследования от архей, или от общего предка с современными археями.
Среди доменов бактериального происхождения тоже есть белки, связанные с информационными процессами, но … большинство из них работает только в митохондриях или пластидах. Например, все эукариотические рибосомные белки бактериального происхождения (их 24) присутствуют только в рибосомах митохондрий и пластид. Напротив, все 28 доменов рибосомных белков архейного происхождения присутствуют в цитоплазматических рибосомах эукариот.
Аналогичная ситуация и с доменами РНК-полимераз. Среди эукариотных доменов архейного происхождения присутствует 7 доменов ДНК-зависимых РНК-полимераз, тогда как в бактериальной группе таких доменов только два, причем один из них связан с транскрипцией митохондриальной ДНК, а второй – пластидной.
… Эукариоты унаследовали от бактерий много метаболических доменов. Многие из них связаны с фотосинтезом и кислородным дыханием. Это не удивительно, поскольку то и другое было получено эукариотами вместе с бактериальным эндосимбионтами – предками пластид и митохондрий.
Кроме того, эукариоты унаследовали именно от бактерий, а не от архей, домены, связанные с микроаэрофильным метаболизмом цитоплазмы и с защитой от токсического действия кислорода, многие домены метаболизма углеводов, белки-предшественники ключевых ферментов синтеза стеролов и, по-видимому, некоторые предшественники белков цитокселета.
… Нуклеоцитоплазма эукариот, по-видимому, представляет собой химерное образование. Ее центральные блоки имеют преимущественно архейное происхождение, а значительная часть «периферии» — бактериальное.
… как выяснилось, в нуклеоцитоплазме присутствует довольно много «бактериальных» доменов, не характерных ни для цианобактерий (предков пластид), ни для альфапротеобактерий (предков митохондрий).
… Если протоэукариоты получили целый ряд генов от каких-то бактерий, не родственных предкам митохондрий и пластид, то когда это произошло: до приобретения органелл или после? Логика подсказывает, что многие из этих событий произошли до приобретения митохондрий. Дело в том, что многие из этих белков, очевидно, были необходимы прото-эукариотам для того, чтобы они смогли приобрести эндосимбионтов. Это и домены, связанные с эластичностью мембран (ферменты синтеза стеролов), и предшественники белков цитоскелета (они необходимы для фагоцитоза), и ферменты метаболизма углеводов (поскольку благодаря им метаболизм нуклеоцитоплазмы становится комплементарным метаболизму митохондрий), и, наконец, сигнально-регуляторные белки «экологического» характера (поскольку прото-эукариоты, прежде чем приобрести эндосимбионтов, очевидно, жили с ними в одном сообществе и должны были эффективно взаимодействовать со своим биотическим окружением). Большинство белков из этих функциональных групп были приобретены прото-эукариотами от бактерий, не родственных будущим эндосимбионтам.
… Похоже на то, что архея, ставшая основой нуклеоцитоплазмы эукариот, на каком-то этапе приобрела аномально высокую способность к инкорпорации чужого генетического материала.
… Вероятно, прото-эукариоты заглатывали и приобретали в качестве эндосимбионтов многих разных бактерий. Активное экспериментирование такого рода и сейчас продолжается у одноклеточных эукариот, обладающих огромным разнообразием внутриклеточных симбионтов (Duval, Margulis, 1995; Bernhard et al., 2000). Из всех этих экспериментов союз с аэробными альфапротеобактериями оказался наиболее удачным и открыл перед новыми симбиотическими организмами огромные эволюционные перспективы. …
https://evolbiol.ru/dok_ibr2009.htm
Какая роль удвоения центриолей для клеточного цикла?
TutorOnline — одна из крупнейших онлайн-школ. Мы преподаем более 150 предметов. Наша цель… · tutoronline.ru
Центрио́ль — внутриклеточная органелла эукариотической клетки. Размер центриоли находится на границе разрешающей способности светового микроскопа. Эти органеллы в делящихся клетках принимают участие в формировании веретена деления и располагаются на его полюсах. Процессы жизненного цикла клеток — размножение, дифференцировка и гибель — определяют образование, развитие, функционирование и смерть организмов. От них зависит сохранение структурного и генетического гомеостаза, возможность регенерации и восстановления после действия повреждающих факторов. Любые нарушения этих процессов ведут к заболеваниям. Возможность контролировать эти процессы и направленно влиять на них открывает новые возможности профилактики и лечения многих заболеваний, включая онкологические, сердечно-сосудистые, нейродегенеративные и другие, разрабатывать более эффективные способы реабилитации. Значение изучения жизненного цикла отражено в 6-ти Нобелевских премиях по физиологии и медицине (биологии), присужденных за последние 20 лет. Кле́точный цикл — период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или полного исчезновения. Центриоли принимают участие в формировании цитоплазматических микротрубочек во время деления клетки и в регуляции образования митотического веретена. В клетках высших растений и большинства грибов центриолей нет, и митотическое веретено образуется там иным способом. Кроме того, ученые полагают, что ферменты клеточного центра принимают участие в процессе перемещения дочерних хромосом к разным полюсам в анафазе митоза. Цикл развития Обычно в течение клеточного цикла центриоль удваивается один раз. Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение S-периода интерфазы. В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы. Центросомы в свою очередь служат ЦОМТами (центрами организации микротрубочек) веретена деления. Однако от этой общей схемы существует масса отклонений. Во многих клетках центриоли многократно удваиваются за один клеточный цикл. При созревании яйцеклеток у подавляющего большинства животных центриоли разрушаются (при этом многие белки, входящие в состав центросом, по-прежнему присутствуют в клетке). При образовании сперматозоидов, напротив, деградирует центросома; одна из центриолей превращается в базальное тельце жгутика, а вторая сохраняется интактной. Однако у мыши и других грызунов (в отличие от остальных изученных млекопитающих), а также у улиток деградируют и обе центриоли сперматозоидов. После оплодотворения новые центриоли возникают в зиготе либо за счет удвоения центриоли, внесенной сперматозоидом, либо за счет образования заново.