Más szemmel nézve

A napokban két olyan publikáció is napvilágot látott, amely aktuális biológiai paradigmákat kritizál. Az első, Norman Pace esszéje a Nature hasábjain, szerintem kicsit már nyitott kapukat dönget. A fő mondanivalója a három domain alapú új “életfa” körül forog. Ez lényegében egy régebbi, elsősorban morfológiai felfogást váltott fel, ahol az élőlényeket alapvetően annak alapján osztályozták, hogy van-e sejtmagjuk, vagy nincs – azaz eukarióták vagy prokarióták. Mint azonban a közelmúlt molekuláris analízisei rámutattak, ez a felosztás eredendően hibás, hiszen a köztudatban “prokaryoták”-ként élő csoport két nagy részből áll: valódi baktériumokból (Bacteria) és archebaktériumokból (Archea), ráadásul számos szekvencia vizsgálata alapján utóbbi csoport közelebb áll az eukariótákhoz mint a Bacteria csoportba tartozó fajokhoz. Azaz a régi nevezéktan egyszerűen félrevezető.

A második cikk a Science-ben jelent meg és egy eddig még aránylag ritkán vitatott paradigma kivágását javasolja. 1981 óta, amikor Lynn Margulis megjelentette az endoszimbionta elméletet népszerűsítő művét, a gondolat, miszerint a komplexebb eukarióta sejtek primitívebb prokarióta (a szó régi értelmében) sejtek együttéléséből (szimbiózisából) származnak egészen elképesztő sikerpályát futott be. A David Penny által jegyzett kritikai review arra mutat rá, hogy eljött azonban az ideje, hogy felismerjük, vannak olyan területek, ahol az endoszimbionta elmélet megmérettetett és kevésnek találtatott.
Amíg pl. mára már szinte kétségtelenné vált, hogy az eukarióták mitokondriuma és a növények plasztisai valóban egy ős-eukarióta – prokarióta “románc” keretében jöttek létre (előbbi esetben egy -proteobacterium, mág utóbbi esetben egy kékalga lett a partner), addig az elmúlt években kiözönlő iszonyatos méretű genom információ kétségessé tette, hogy az első eukarióták valóban egy bacteria és egy archea szimbiózisán át jöttek-e létre. Ezt sokan azért vetették fel, mert nagy léptékben nézve az eukarióta sejtmag számos fehérjéje jobban hasonlít az archeák fehérjéire, míg a citoplazmatikus fehérjék inkább a bakteriális fehérjékkel mutatnak rokonságot. Penny azonban azt hangsúlyozza, hogy ez kevés: e mellett még számos olyan specifikusan eukarióta fehérje létezik, amelynek semelyik másik domainben nincs megfelelője. Ezek egy része kétségtelenül az evolúció során később jelenet meg, de egy másik részük azonban nagy eséllyel már jelen volt a legősibb eukarióta sejtben is. És itt válik izgalmassá, amit a kritikusok hangsúlyoznak: szerintük sokkal valószínűbb, hogy három domain tagjainak közös őse kicsit más volt mint a ma ismert baktériumok vagy éppen archeák. Olyan egysejtű organizmusról lehet szó, amelynek bár a konkrét felépítéséről nehéz jóslásokba bocsájtkozni (annál is kevésbé, mert egyesek szerint ez nem is volt sejtes szerveződés) néhány dolog azonban a genomjáról megjósolható: leginkább az, hogy sok intronja volt, s ezek az archeák és baktériumok vonalán elvesztek (ez nem ritkaság, számos genomredukcióra ismerünk példát magasabb rendű fajokban is).
Hogy miért? Felthetően, mert a kisebb genom gyorsabb osztódást tett lehetvé, ami pedig szükségessé vált a prokarióta fajok fennmaradásához, mert egy falánk ragadozó tűnt fel a környezetben: egy más sejteket bekebelező, fagotrófiával táplálkozó …. eukarióta. Ugyanis ez a fajta energiaszerzés pont az eukarióták specifikuma, és ez egyben arra is magyarázatot adhat, hogy később miként is került sor a már emlegetett két “románcra”, a mitokondriumok és a plasztisok születésére.

Pace, NR. (2006) Time for a change. Nature 441:289.
Kurland, GC, Collins, LJ and Penny, D (2006) Genomics and the irreducible nature of eukaryote cells. Science 312:1011 – 1014.