NOWE POCZĄTKI EUKARIOTA

Małgorzata Malczewska¹

Wydział Fizyki
Uniwersytet Warszawski

Studenckie Koło Biofizyki Molekularnej²
Koło Naukowe Astrobiologii Voyager³

¹gosiamalczewska@gmail.com
²kolo.biofizyki.molekularnej.fuw@gmail.com
³voyager@uw.edu.pl

Powstanie komórki eukariotycznej, czyli eukariogeneza, jest jednym z najważniejszych i zarazem najbardziej zagadkowych tematów współczesnej biologii. Na przestrzeni lat powstało wiele teorii próbujących wyjaśnić to zjawisko. Powszechnie akceptowalną jest teoria endosymbiozy, która zakłada połączenie dwóch komórek prokariotycznych na drodze silnej symbiozy, które doprowadziło do powstania organelli i skomplikowanego systemu endomembran komórkowych. Istnieją odmienne wersje tej teorii, które zakładają udział różnych komórek, jednak w ostatnich latach naukowcy najchętniej skłaniają się ku twierdzeniu, że komórką gospodarza, czyli protoplastą eukariotów, był archeon. Archeony stanęły w centrum zainteresowania naukowców zajmujących się powstaniem i ewolucją komórki eukariotycznej ze względu na ich unikalny charakter: ich morfologia oraz metabolizm przypominają te występujące u komórek prokariotycznych, natomiast system procesowania informacji (transkrypcja oraz translacja) jest podobny do tego występującego u eukariotów. Ponadto wiele archeonów posiada w swoim proteomie pojedyncze białka charakterystyczne dla komórek eukariotycznych, tzw. ESP (ang. eukaryotic signature proteins). Z tego względu wydaje się, że to właśnie one są komórkami prokariotycznymi najbliżej spokrewnionymi z eukariotami. Nowe światło na teorię endosymbiozy rzuciło odkrycie nadtypu archeonów Asgard. Są to pierwsze odkryte archeony, które jak się okazało, posiadają pełne zestawy białek ESPs, takie jak: homologi tubuliny i aktyny, system białek ESCRT, białka biorące udział w N-glikozylacji, zestaw białek ubikwitynacji czy też białka transportowe (m.in tworzące systemy COPI oraz COPII). Niestety do tej pory nie udało się wyizolować czystych kultur archeonów Asgard (z jednym wyjątkiem), przez co nie mamy możliwości zbadania ich ultrastruktury komórkowej bezpośrednio. W tym wypadku jednak pomocne okazują się najnowsze metody biotechnologiczne, takie jak metagenomika, dzięki którym mamy możliwość odczytania ich genomów. Przez to możemy posłużyć się działaniami pośrednimi, takimi jak produkcja interesujących nas rekombinowanych białek w komórkach Escherichia coli, oczyszczanie ich, a następnie poddanie ich badaniom biochemicznym oraz strukturalnym w celu uzyskania informacji na temat pełnionych przez nie funkcji w komórkach archeonowych.