معلومة

1.4.7.14: التاريخ التطوري لبدائيات النوى - علم الأحياء

1.4.7.14: التاريخ التطوري لبدائيات النوى - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • وصف التاريخ التطوري لبدائيات النوى

بدائيات النوى موجودة في كل مكان. إنها تغطي كل سطح يمكن تخيله حيث توجد رطوبة كافية ، ويعيشون داخل وداخل الكائنات الحية الأخرى. في جسم الإنسان النموذجي ، يفوق عدد الخلايا بدائية النواة عدد خلايا جسم الإنسان بحوالي عشرة إلى واحد. هم يشكلون غالبية الكائنات الحية في جميع النظم البيئية. تزدهر بعض بدائيات النوى في البيئات غير المضيافة لمعظم الكائنات الحية. بدائيات النوى إعادة التدوير العناصر الغذائية- المواد الأساسية (مثل الكربون والنيتروجين) - وهي تقود تطور النظم البيئية الجديدة ، بعضها طبيعي والبعض الآخر من صنع الإنسان. كانت بدائيات النوى موجودة على الأرض منذ فترة طويلة قبل ظهور الحياة متعددة الخلايا.

متى وأين بدأت الحياة؟ ما هي الظروف على الأرض عندما بدأت الحياة؟ كانت بدائيات النوى هي الأشكال الأولى للحياة على الأرض ، وكانت موجودة لمليارات السنين قبل ظهور النباتات والحيوانات. يُعتقد أن عمر الأرض والقمر حوالي 4.54 مليار سنة. يعتمد هذا التقدير على أدلة من التأريخ الإشعاعي لمادة النيزك مع مواد الركيزة الأخرى من الأرض والقمر. كان للأرض المبكرة جو مختلف تمامًا (يحتوي على كمية أقل من الأكسجين الجزيئي) مما هو عليه اليوم وتعرضت لإشعاع قوي ؛ وهكذا ، ازدهرت الكائنات الحية الأولى حيث كانت أكثر حماية ، كما هو الحال في أعماق المحيطات أو تحت سطح الأرض. في هذا الوقت أيضًا ، كان النشاط البركاني القوي شائعًا على الأرض ، لذلك فمن المحتمل أن هذه الكائنات الحية الأولى - بدائيات النوى الأولى - قد تكيفت مع درجات حرارة عالية جدًا. كانت الأرض المبكرة عرضة للاضطرابات الجيولوجية والثوران البركاني ، وكانت عرضة للقصف بواسطة الإشعاع المطفر من الشمس. كانت الكائنات الحية الأولى بدائيات النوى التي يمكن أن تصمد أمام هذه الظروف القاسية.

الحصير الميكروبية

قد تمثل الحصائر الميكروبية أو الأغشية الحيوية الكبيرة الأشكال الأولى للحياة على الأرض ؛ هناك أدلة أحفورية على وجودها منذ حوالي 3.5 مليار سنة. أ حصيرة جرثومية عبارة عن ورقة متعددة الطبقات من بدائيات النوى (الشكل 1) تحتوي في الغالب على البكتيريا ، ولكن أيضًا العتائق. يبلغ سمك الحصائر الميكروبية بضعة سنتيمترات ، وتنمو عادةً حيث تتداخل أنواع مختلفة من المواد ، ومعظمها على الأسطح الرطبة. تقوم الأنواع المختلفة من بدائيات النوى التي تتكون منها بمسارات أيضية مختلفة ، وهذا هو سبب ألوانها المختلفة. يتم تثبيت بدائيات النوى في حصيرة ميكروبية معًا بواسطة مادة لزجة تشبه الغراء تفرزها تسمى المصفوفة خارج الخلية.

من المحتمل أن تكون الحصائر الميكروبية الأولى قد حصلت على طاقتها من المواد الكيميائية الموجودة بالقرب من الفتحات الحرارية المائية. أ الفتحات الحرارية المائية هو كسر أو شق في سطح الأرض يؤدي إلى إطلاق مياه مسخنة حراريًا. مع تطور عملية التمثيل الضوئي منذ حوالي 3 مليارات سنة ، أصبحت بعض بدائيات النوى في الحصائر الميكروبية تستخدم مصدر طاقة متاحًا على نطاق أوسع - ضوء الشمس - بينما كان البعض الآخر لا يزال يعتمد على المواد الكيميائية من الفتحات الحرارية المائية للحصول على الطاقة والغذاء.

ستروماتوليتس

تمثل الحصائر الميكروبية المتحجرة أقدم سجل للحياة على الأرض. أ ستروماتوليت هي بنية رسوبية تتشكل عندما تترسب المعادن من الماء بدائيات النوى في حصيرة ميكروبية (الشكل 2). تشكل الستروماتوليت صخورًا ذات طبقات مصنوعة من الكربونات أو السيليكات. على الرغم من أن معظم الستروماتوليت هي قطع أثرية من الماضي ، إلا أن هناك أماكن على الأرض لا تزال تتشكل فيها الستروماتوليت. على سبيل المثال ، تم العثور على الستروماتوليت المتزايد في متنزه Anza-Borrego Desert State في مقاطعة سان دييغو ، كاليفورنيا.

الجو القديم

تشير الأدلة إلى أنه خلال أول ملياري سنة من وجود الأرض ، كان الغلاف الجوي كذلك نقص الأكسجين، مما يعني عدم وجود أكسجين جزيئي. لذلك ، فقط تلك الكائنات الحية التي يمكنها النمو بدون أكسجين -اللاهوائية الكائنات الحية - كانت قادرة على العيش. تسمى الكائنات ذاتية التغذية التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية فوتوتروفس، وظهروا في غضون مليار سنة من تكوين الأرض. ثم، البكتيريا الزرقاء، المعروفة أيضًا باسم الطحالب الخضراء المزرقة ، تطورت من هذه الصور الضوئية البسيطة بعد مليار سنة. بدأت البكتيريا الزرقاء (الشكل 3) أكسجة الغلاف الجوي. سمحت زيادة الأكسجين في الغلاف الجوي بتطوير O أكثر كفاءة2- الاستفادة من مسارات تقويضية. كما أنها فتحت الأرض أمام زيادة الاستعمار ، لأن البعض س2 إلى O3 (الأوزون) والأوزون يمتصان بشكل فعال الضوء فوق البنفسجي الذي قد يتسبب في حدوث طفرات قاتلة في الحمض النووي. في النهاية ، الزيادة في O2 سمحت التركيزات بتطور أشكال الحياة الأخرى.

أسئلة الممارسة

الحصائر الميكروبية __________.

  1. هي أقدم أشكال الحياة على الأرض
  2. حصلوا على طاقتهم وطعامهم من الفتحات الحرارية المائية
  3. عبارة عن طبقة متعددة الطبقات من بدائيات النوى بما في ذلك البكتيريا في الغالب ولكن أيضًا من البدائيات
  4. هي كل ما سبق

[إظهار الإجابة q = ”125455 ″] إظهار الإجابة [/ إظهار الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”125455 ″] إجابة د. الحصير الميكروبية هي كل ما سبق.

[/ إجابة مخفية]

كانت الكائنات الحية الأولى التي زودت الغلاف الجوي بالأكسجين

  1. البكتيريا الزرقاء
  2. الكائنات الضوئية
  3. الكائنات اللاهوائية
  4. كل ما ورداعلاه

[تكشف-إجابة q = ”566688 ″] إظهار الإجابة [/ تكشف-إجابة]
[إجابة مخفية أ = ”566688 ″] أجب أ. كانت الكائنات الحية الأولى التي زودت الغلاف الجوي بالأكسجين البكتيريا الزرقاء. [/ إجابة مخفية].


العتائق وأصل حقيقيات النوى

أثارت ورقة ووز وفوكس عام 1977 عن اكتشاف الأركيا ثورة في مجال البيولوجيا التطورية من خلال إظهار أن الحياة مقسمة ليس فقط إلى بدائيات النوى وحقيقيات النوى. بدلا من ذلك ، كشفوا أن بدائيات النوى تتكون من نوعين متميزين من الكائنات الحية ، البكتيريا والعتائق. في السنوات اللاحقة ، أشارت تحليلات علم الوراثة الجزيئي إلى أن حقيقيات النوى والعتائق يمثلان مجموعات شقيقة في شجرة الحياة. خلال العصر الجينومي ، أصبح من الواضح أن الخلايا حقيقية النواة تمتلك مزيجًا من الخصائص البدائية والبكتيرية بالإضافة إلى السمات الخاصة بحقيقيات النوى. على الرغم من أنه كان من المقبول عمومًا لبعض الوقت أن الميتوكوندريا تنحدر من بكتيريا alphaproteobacteria ذاتية التعايش الداخلي ، إلا أن العلاقة التطورية الدقيقة بين حقيقيات النوى والعتائق ظلت موضع نقاش. في هذه المراجعة ، نحدد تاريخًا موجزًا ​​للتغير في شكل شجرة الحياة ونفحص كيف أدى الاكتشاف الأخير لعدد لا يحصى من السلالات البدائية المتنوعة إلى تغيير فهمنا للعلاقات التطورية بين المجالات الثلاثة للحياة وأصل حقيقيات النوى . علاوة على ذلك ، نعيد النظر في الأسئلة المركزية المتعلقة بعملية تكوين حقيقيات النوى ونناقش ما يمكن استنتاجه حاليًا حول الانتقال التطوري من أول سلف مشترك إلى آخر سلف مشترك حقيقي النواة.


التحليل عبر المملكة للتنوع ، والتاريخ التطوري ، واختيار الموقع داخل عائلة العامل المثبط للهجرة الضامة حقيقية النواة

العوامل المثبطة لهجرة البلاعم (MIF) عبارة عن بروتينات متعددة الوظائف تنظم العمليات الرئيسية في الثدييات ، بما في ذلك تنشيط الاستجابات المناعية الفطرية. تلعب بروتينات MIF أيضًا دورًا في المناعة الفطرية للكائنات اللافقارية أو تعمل كعوامل ضراوة في الكائنات الطفيلية ، مما يثير مسألة تاريخها التطوري. أجرينا مسحًا واسعًا لوجود MIF أو غيابه والعلاقات التطورية عبر 803 نوعًا من النباتات والفطريات والطلائعيات والحيوانات ، واستكشفنا علاقة محتملة مع الحالة التصنيفية ، والبيئة ، ونمط حياة الأنواع الفردية. نظهر أن التاريخ التطوري لـ MIF في حقيقيات النوى معقد ، وينطوي على تكرار محتمل للأسلاف ، وخسائر جينية متعددة ، وعمليات إعادة ازدواجية خاصة بالكليد. من المثير للاهتمام ، أن MIFs تبدو ضرورية ومحفوظة للغاية مع العديد من المواقع تحت الانتقاء المطهر في بعض الممالك (على سبيل المثال ، النباتات) ، بينما في الممالك الأخرى تبدو أكثر قابلية للاستغناء عنها (على سبيل المثال ، في الفطريات) أو موجودة في العديد من المتغيرات المتباينة (على سبيل المثال ، الحشرات ، النيماتودا) ، مما يشير إلى وظائف جديدة محتملة داخل عائلة البروتين الفائقة.

الكلمات الدالة: حقيقيات النوى تفاعلات طفيلي العائل المناعة الفطرية عامل تثبيط هجرة البلاعم.

بيان تضارب المصالح

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح. لم يكن للممولين أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات أو تحليلها أو تفسيرها في كتابة المخطوطة أو في قرار نشر النتائج.


الذخيرة التطورية لناقلات ABC من نوع حقيقيات النوى من حيث نسالة نطاقات ربط ATP في حقيقيات النوى وبدائيات النوى

تلعب ناقلات ABC (كاسيت ربط ATP) دورًا مهمًا في توصيل الركائز المختلفة عبر أغشية الخلايا. وهي موجودة في كل مكان في بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، وتتميز أنواع حقيقيات النوى (أنواع EK) عن أنواع بدائيات النوى (أنواع PK) من حيث جيناتها ومنظمات المجال. تتكون أنواع EK وأنواع PK بشكل أساسي من المصدرين والمستوردين على التوالي. بدائيات النوى لها كل من أنواع EK وأنواع PK. عادةً ما يُطلق على أنواع EK في بدائيات النوى "ناقلات ABC البكتيرية متعددة الأدوية" ، ولكنها لا تتميز جيدًا بالمقارنة مع ناقلات ABC متعددة الأدوية في حقيقيات النوى. وبالتالي ، فإن البحث الشامل عن أنواع EK بين الكائنات الحية المتنوعة وتصنيف التسلسل التفصيلي والتحليل من شأنه أن يوضح التاريخ التطوري لأنواع EK. كما أنه سيساعد في إلقاء بعض الضوء على الذخيرة الأساسية لمجموعة واسعة من الركائز التي تتواصل من خلالها ناقلات ABC متعددة العقاقير في حقيقيات النوى. في هذا العمل ، حددنا ناقلات ABC من نوع EK في 126 بدائيات النوى باستخدام ملفات تعريف مجال ربط ATP (NBD) لناقلات ABC من نوع EK من 12 حقيقية النواة. ونتيجة لذلك ، تم تحديد 11 مجموعة من 1046 ناقلة ABC من نوع EK. على وجه الخصوص ، ظهرت مجموعتان جديدتان كبيرتان ، تتوافقان مع ناقلات ABC البكتيرية متعددة الأدوية المرتبطة بعائلات ABCB و ABCC في حقيقيات النوى ، على التوالي. في السياق الجيني ، توجد معظم هذه الجينات بمفردها أو بجوار جينات من نفس العناقيد. بالإضافة إلى ذلك ، لاكتشاف الاختلافات الوظيفية في NBDs ، تم قياس اختلاف Kullback-Leibler بين ناقلات الأدوية البكتيرية. نتيجة لذلك ، تم تحديد العديد من المناطق الوظيفية المفترضة ، بعضها يتوافق مع الهياكل الثانوية المتوقعة. قمنا أيضًا بتحليل نسالة من ناقلات ABC من نوع EK في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، والتي كشفت أن ناقلات ABC من نوع EK في بدائيات النوى لها ذخيرة معينة تتوافق مع مجموعات بروتين ABC التقليدية في حقيقيات النوى. على أساس هذه النتائج ، نقترح فرضية تطورية محدثة تتكون فيها ناقلات ABC من نوع EK في كل من حقيقيات النوى وبدائيات النوى من عدة أنواع من ناقلات ABC في خلايا سلف مفترضة قبل تباعد الخلايا حقيقية النواة وخلايا بدائية النواة.


استنتاج

هناك إدراك طويل ومتزايد بين علماء الأحياء الدقيقة بأن آليات انتشار الجينات بين بدائيات النوى عبر الزمن التطوري متعددة وتختلف عن تلك الموجودة في حقيقيات النوى. نتيجة لذلك ، فإن تواريخ الجينات لغالبية كبيرة من جيناتهم متضاربة ، مما يعني أن نموذج الشجرة التقليدية للحياة هو إلى حد كبير إطار إشكالي لدراسة التطور الميكروبي. تم دحض العديد من المبادئ الأساسية والافتراضات الرئيسية لهذا الإطار النظري أو خضعت لتعديل جذري منذ صيغها الأولى في دفاتر داروين. ومع ذلك ، لا يزال الإيمان اليوم بشجرة واحدة عالمية للحياة غير متأثر إلى حد كبير ، ولا يزال يُنظر إلى البديل القوي المدفوع بالأدلة على أنه منافسة وليس خليفة. يمكن تفسير استمرار نموذج شجرة الحياة هذا جزئيًا من خلال حقيقة أنه من الصعب إزاحة نموذج إشكالي قديم بالكامل دون استبداله باستعارة إرشادية أفضل. لقد اقترحت مناقشتنا أعلاه أو ضمنت العديد من الخلفاء المحتملين لنموذج شجرة الحياة.

"الاتجاه المركزي للحياة" ، حيث يقوم نقل الجينات أيضًا بإنشاء الإشارة. ومع ذلك ، يجب الاعتراف بأي اتجاه مركزي من هذا القبيل على أنه يمثل تحليلًا ظاهريًا وليس تحليلاً فصليًا. على الرغم من أن إنشاء التشابه عن طريق نقل الجينات هو عملية طبيعية ، فإن سبب التشابه الظاهري هو أن نقل الجينات الناجح بين الكائنات غير ذات الصلة أمر نادر [130] ، ولا يرجع إلى الأصل المشترك. قد يكون هذا غير مُرضٍ للعديد من علماء الأحياء التطورية ، الحريصين على معرفة مدى تنوع العمليات في التطور الميكروبي.

"شجرة أثأب" من الجينات المحفوظة للغاية ، والتي تحدد اتجاهًا مركزيًا يزداد تعقيدًا بسبب LGT المكثف. يروق هذا النموذج لأولئك الذين لا يزال الهيكل الشبيه بالشجرة على نطاق واسع لشبكة من الحياة يعكس التاريخ التطوري. من وجهة النظر هذه ، غالبًا ما تُعتبر إعادة بناء النشوء والتطور ، خاصةً أحداث الشبكة التي تربط الكائنات الحية المتباينة ، أمرًا جذابًا.

رسم بياني أكثر تعقيدًا يشبه الشبكة حيث تتخلل مراحل التطور الشبيه بالشجرة (مع بعض الوصلات الأفقية) مراحل مهمة من التبادل الأفقي المستشري للمعلومات الجينية. لا يمكن من حيث المبدأ تمثيل مثل هذه العمليات ونتائجها كأشجار [140]. ستتمتع مثل هذه الشبكات بالميزة المفترضة المتمثلة في الكشف الكامل عن ديناميكيات تطور الكروموسومات بدائية النواة وتقديم رؤى جديدة حول مساهمة LGT في التطور الميكروبي. ربما كان هذا هو الموقف الذي اتخذه غالبية المؤلفين في هذه الورقة.

تعدد جذري. قد يفضل بعض علماء علم الوراثة عدم استبدال شجرة الحياة بأي "صورة كبيرة" أخرى فريدة أو مهيمنة. يفضل أنصار التعددية في الأنماط إعادة بناء أكبر عدد ممكن من الأشجار والشبكات حسب الحاجة لوصف تطور وهيكلة التنوع البيولوجي الجيني بأكمله. يبدو هذا الحل ، الذي يؤدي إلى "غابة" نسجية ، مناسبًا للتحقيق في الآليات التطورية المختلفة التي تؤثر على الأصناف المختلفة ، على مستويات مختلفة ، أو لأغراض مختلفة.

يتضح من بعض التحليلات التي تمت مناقشتها أعلاه أن النهجين الأولين على الأقل من هذه الأساليب الأربعة يروقان بالفعل للمجتمع الأوسع الذي يتعامل مع التطور الميكروبي ، على الرغم من استمرارهم في استخدام استعارة الشجرة التقليدية. من المرجح أن يستمر مثل هذا الولاء المجازي لبعض الوقت. ولكن بالنظر إلى ما نعرفه الآن عن تطور جينوم بدائيات النوى ومساهمة التعايش الداخلي في تطور حقيقيات النوى ، يبدو أنه من غير المحتمل أن يستمر علماء الأحياء خلال 20 عامًا في استخدام لغة الأشجار المتشعبة بشكل صارم لوصف ارتباط بدائيات النوى ، ولتطوير نماذج من التطور الجرثومي.


مراجع

López-García P ، Moreira D: التعايش الأيضي في أصل حقيقيات النوى. اتجاهات علوم الكيمياء الحيوية. 1999 ، 24: 88-93. 10.1016 / S0968-0004 (98) 01342-5.

Andersson SGE ، Kurland CG: أصول الميتوكوندريا والهيدروجين. ميكروبيول بالعملة. 1999 ، 2: 535-541. 10.1016 / S1369-5274 (99) 00013-2.

Dyall SD ، Johnson PJ: أصول الهيدروجين والميتوكوندريا: التطور والتكوين الحيوي للعضيات. ميكروبيول بالعملة. 2000 ، 3: 404-411. 10.1016 / S1369-5274 (00) 00112-0.

Rotte C ، Henze K ، Müller M ، Martin W: أصول الهيدروجين والميتوكوندريا. ميكروبيول بالعملة. 2000 ، 3: 481-486. 10.1016 / S1369-5274 (00) 00126-0.

Embley TM ، Hirt RP: حقيقيات النوى المتفرعة المبكرة ؟. العملة الجينية Opin Dev. 1998 ، 8: 624-629. 10.1016 / S0959-437X (98) 80029-4.

روجر إيه جيه: إعادة بناء الأحداث المبكرة في تطور حقيقيات النوى. أنا نات. 1999 ، 154: S146-S163. 10.1086 / 303290.

فيليب هـ ، جيرموت أ ، موريرا د: التطور الجديد لحقيقيات النوى. العملة الجينية Opin Dev. 2000 ، 10: 596-601. 10.1016 / S0959-437X (00) 00137-4.

جراي إم دبليو ، برجر جي ، لانج بي إف: تطور الميتوكوندريا. علم. 1999 ، 283: 1476-1481. 10.1126 / العلوم .283.5407.1476.

Lang BF ، Gray MW ، Burger G: تطور جينوم الميتوكوندريا وأصل حقيقيات النوى. Annu Rev Genet. 1999 ، 33: 351-397. 10.1146 / annurev.genet.33.1.351.

Gray MW: تطور الجينوم العضوي. العملة الجينية Opin Dev. 1999 ، 9: 678-687. 10.1016 / S0959-437X (99) 00030-1.

Karlin S ، Brocchieri L ، Mrazek J ، Campbell AM ، Spormann AM: سلالة خيمرية بدائية النواة من الميتوكوندريا وحقيقيات النوى البدائية. Proc Natl Acad Sci USA. 1999 ، 96: 9190-9195. 10.1073 / pnas.96.16.9190.

رمادي ميغاواط: ريكتسياوالتيفوس والاتصال بالميتوكوندريا. طبيعة سجية. 1998 ، 396: 109-110. 10.1038 / 24030.

Paquin B ، Laforest MJ ، Forget L ، Roewer I ، Wang Z ، Longcore J ، Lang BF: مشروع جينوم الميتوكوندريا الفطري: تطور جينومات الميتوكوندريا الفطرية وتعبيرها الجيني. جينات العملة. 1997 ، 31: 380-395. 10.1007 / s002940050220.

Gray MW ، Lang BF ، Cedergren R ، Golding GB ، Lemieux C ، Sankoff D ، Turmel M ، Brossard N ، Delage E ، Littlejohn TG ، et al: بنية الجينوم ومحتوى الجين في DNA الميتوكوندريا الأولية. الدقة الأحماض النووية. 1998 ، 26: 865-878. 10.1093 / nar / 26.4.865.

Lang BF، Seif E، Gray MW، O'Kelly CJ، Burger G: نهج الجينوم المقارن لتطور حقيقيات النوى وميتوكوندرياهم. J Eukaryot Microbiol. 1999 ، 46: 320-326.

Boore JL: جينومات الميتوكوندريا الحيوانية. الدقة الأحماض النووية. 1999 ، 27: 1767-1780. 10.1093 / nar / 27.8.1767.

Lang BF ، و Burger G ، و O'Kelly CJ ، و Cedergren R ، و Golding BG ، و Lemieux C ، و Sankoff D ، و Turmel M ، و Gray MW: الحمض النووي للميتوكوندريا يشبه الجينوم eubacterial في صورة مصغرة. طبيعة سجية. 1997 ، 387: 493-497. 10.1038 / 387493a0.

Andersson SGE ، Kurland CG: التطور الاختزالي للجينومات المقيمة. اتجاهات ميكروبيول. 1998 ، 6: 263-268. 10.1016 / S0966-842X (98) 01312-2.

مارتن دبليو ، هيرمان آر جي: انتقال الجينات من العضيات إلى النواة: ما هي الكمية ، وماذا يحدث ، ولماذا ؟. نبات فيزيول. 1998 ، 118: 9-17. 10.1104 / ص 118.1.9.

Berg OG، Kurland CG: لماذا توجد جينات الميتوكوندريا غالبًا في النوى. مول بيول إيفول. 2000 ، 17: 951-961.

Adams KL و Daley DO و Qiu YL و Whelan J و Palmer JD: عمليات النقل المتكررة والحديثة والمتنوعة لجين الميتوكوندريا إلى النواة في النباتات المزهرة. طبيعة سجية. 2000 ، 408: 354-357. 10.1038 / 35042567.

Gray MW ، Lang BF: النسخ في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا: قصة اثنين من البوليميراز. اتجاهات ميكروبيول. 1998 ، 6: 1-3. 10.1016 / S0966-842X (97) 01182-7.

Kurland CG ، Andersson SGE: أصل وتطور بروتين الميتوكوندريا. ميكروبيول مول بيول القس .2000 ، 64: 786-820. 10.1128 / MMBR.64.4.786-820.2000.

Pont-Kingdon G، Okada NA، Macfarlane JL، Beagley CT، Watkins-Sims CD، Cavalier-Smith T، Clark-Walker GD، Wolstenholme DR: Mitochondrial DNA of the coral Sarcophyton glaucum يحتوي على جين لمتماثل من الطفرات البكتيرية: حالة محتملة لنقل الجين من النواة إلى الميتوكوندريا. J مول إيفول. 1998 ، 46: 419-431.

Andersson SGE و Zomorodipour A و Andersson JO و Sicheritz-Ponten T و Alsmark UC و Podowski RM و Naslund AK و Eriksson AS و Winkler HH و Kurland CG: تسلسل الجينوم لـ الريكتسيا prowazekii وأصل الميتوكوندريا. طبيعة سجية. 1998 ، 396: 133-140. 10.1038 / 24094.

Burger G ، Saint-Louis D ، Gray MW ، Lang BF: التسلسل الكامل للحمض النووي للميتوكوندريا للطحالب الحمراء بورفيرا بوربوريا : إنترونات سيانوبكتيرية وأصل مشترك من الطحالب الحمراء والخضراء. الخلية النباتية. 1999 ، 11: 1675-1694. 10.1105 / tpc .11.9.1675.

Andersson SGE: الطاقة الحيوية للطفيلي داخل الخلايا الريكتسيا prowazekii. Biochim Biophys Acta. 1998 ، 1365: 105-111. 10.1016 / S0005-2728 (98) 00050-4.

مولر إم ، مارتن دبليو: جينوم الريكتسيا prowazekii وبعض الأفكار حول أصل الميتوكوندريا والهيدروجين. مقولات بيولوجية. 1999 ، 21: 377-381. 10.1002 / (SICI) 1521-1878 (199905) 21: 5 & lt377 :: AID-BIES4 & gt3.3.CO2-N.

Nierman WC ، Feldblyum TV ، Laub MT ، Paulsen IT ، Nelson KE ، Eisen J ، Heidelberg JF ، Alley MR ، Ohta N ، Maddock JR ، وآخرون: تسلسل الجينوم الكامل لـ Caulobacter الهلال. Proc Natl Acad Sci USA. 2001 ، 98: 4136-4141. 10.1073 / pnas.061029298.

Hodges PE، McKee AH، Davis BP، Payne WE، Garrels JI: قاعدة بيانات بروتين الخميرة (YPD): نموذج لتنظيم وعرض البيانات الوظيفية على مستوى الجينوم. الدقة الأحماض النووية. 1999 ، 27: 69-73. 10.1093 / nar / 27.1.69.

Karlberg O ، Canbäk B ، Kurland CG ، Andersson SGE: الأصل المزدوج لبروتيوم ميتوكوندريا الخميرة. خميرة. 2000 ، 17: 170-187. 10.1002 / 1097-0061 (20000930) 17: 3 & lt170 :: AID-YEA25 & gt3.0.CO2-V.

Marcotte EM ، Xenarios I ، van der Bliek AM ، Eisenberg D: توطين البروتينات في الخلية من ملفات تعريف النشوء والتطور. Proc Natl Acad Sci USA. 2000 ، 97: 12115-12120. 10.1073 / pnas.220399497.

Marcotte EM: علم الوراثة الحاسوبية: إيجاد وظيفة البروتين بطرق غير علم الأنسجة. بيول هيكل العملة للعملات. 2000 ، 10: 359-365. 10.1016 / S0959-440X (00) 00097-X.

Karlin S ، Brocchieri L: مقارنات تسلسل بروتين الصدمة الحرارية 60: المضاعفات ، والنقل الجانبي ، وتطور الميتوكوندريا. Proc Natl Acad Sci USA. 2000 ، 97: 11348-11353. 10.1073 / pnas.97.21.11348.

Bullerwell CE ، Burger G ، Lang BF: فكرة جديدة لتحديد متماثلات Rps3 في جينومات الميتوكوندريا الفطرية. اتجاهات علوم الكيمياء الحيوية. 2000 ، 25: 363-365. 10.1016 / S0968-0004 (00) 01612-1.

Ribeiro S ، Golding GB: الطبيعة الفسيفسائية للنواة حقيقية النواة. مول بيول إيفول. 1998 ، 15: 779-788.


1.4.7.14: التاريخ التطوري لبدائيات النوى - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


أصل بدائيات النوى وحقيقيات النوى: تطور حقيقيات النوى

تشير السجلات الأحفورية إلى أن حقيقيات النوى تطورت من بدائيات النوى في مكان ما بين 1.5 إلى 2 مليار سنة. يصف مساران مقترحان غزو خلايا بدائيات النوى بواسطة خليتين أصغر من بدائيات النوى. تم تضمينهم بعد ذلك بنجاح كجزء من خلية أكبر بكثير الآن مع هياكل إضافية وقادرة على وظائف إضافية.

التعايش الداخلي

يدعم البحث الذي أجرته لين مارغوليس في جامعة ماساتشوستس الفرضية القائلة بأن غزوتين منفصلين منفصلين لخلية بدائيات النوى أنتجا الميتوكوندريا الحديثة والبلاستيدات الخضراء كعضيات حقيقية النواة. في هذا النموذج ، كانت الميتوكوندريا الأسلاف عبارة عن كائنات صغيرة غيرية التغذية قادرة على استخدام الأكسجين لأداء التنفس الخلوي وبالتالي توليد طاقة مفيدة. أصبحوا جزءًا من خلية كبيرة إما عن طريق الغزو المباشر كطفيلي داخلي أو كمصدر غذائي غير قابل للهضم. في وقت لاحق ، أدى الغزو الثاني إلى ظهور البلاستيدات الخضراء الموروثة ، والتي يُعتقد أنها بكتيريا زرقاء صغيرة تعمل بالتمثيل الضوئي. تُظهر الأدلة الداعمة في العصر الحديث للتعايش الداخلي أن كل من الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها جيناتها الخاصة ، والحمض النووي الدائر والحمض النووي الريبي ، وتتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي بشكل مستقل عن دورة خلية المضيف. لذلك يبدو أنها تشبه بدائيات النوى أكثر من حقيقيات النوى.

نفخ الغشاء

من المحتمل أن تكون غزوات خلية بدائيات النوى المضيفة ناجحة لأن غشاء الخلية المضيفة قد انغمس ليحيط بكل من خلايا بدائيات النوى الغازية وبالتالي يساعد في نقلها إلى الخلية. لم يذوب الغشاء ولكنه ظل سليما ، وبالتالي خلق غشاءًا ثانيًا حول البروتوميتوكوندريا والبروتوكلوروبلاست. من المعروف أيضًا أنه في حقيقيات النوى الحديثة يحتوي الغشاء الداخلي لكل من الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء على هياكل تشبه بدائيات النوى أكثر من حقيقيات النوى ، بينما يحتفظ الغشاء الخارجي بخصائص حقيقيات النوى! يُقترح أيضًا أن استمرار نفخ الغشاء أدى إلى إنشاء نظام الغشاء الداخلي. يمكن القول أنه من المحتمل أن النوع الأول من الخلايا حقيقية النواة ولد بأعجوبة من تفاعلات بدائية النواة ، تكافلية ، متعددة الخلايا!


ميزة المستعمرة

على الرغم من أن الكائنات الحية وحيدة الخلية ظلت منفصلة ويمكنها البقاء على قيد الحياة بشكل مستقل ، كان هناك نوع من المزايا للعيش بالقرب من بدائيات النوى الأخرى. سواء كانت هذه وظيفة حماية أو وسيلة للحصول على المزيد من الطاقة ، يجب أن يكون الاستعمار مفيدًا بطريقة ما لجميع بدائيات النوى المشاركة في المستعمرة.

بمجرد أن أصبحت هذه الكائنات الحية أحادية الخلية قريبة بدرجة كافية من بعضها البعض ، فقد أخذوا علاقتهم التكافلية خطوة إلى الأمام. اجتاح الكائن الأحادي الخلية الأكبر كائنات أخرى أصغر وحيدة الخلية. في تلك المرحلة ، لم يعودوا كائنات استعمارية مستقلة ، بل كانوا بدلاً من ذلك خلية واحدة كبيرة.

عندما بدأت الخلية الأكبر التي ابتلعت الخلايا الأصغر في الانقسام ، تم عمل نسخ من بدائيات النوى الأصغر بالداخل وتمريرها إلى الخلايا الوليدة.

في النهاية ، تكيفت بدائيات النوى الأصغر التي تم ابتلاعها وتطورت لتصبح بعض العضيات التي نعرفها اليوم في الخلايا حقيقية النواة مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.


1.4.7.14: التاريخ التطوري لبدائيات النوى - علم الأحياء

تم تقديم الدعم لهذا المشروع من قبل:

مؤسسة العلوم الوطنية تحت رقم المنحة. 0096613 و 0841757 و 0918741. أي آراء ونتائج واستنتاجات أو توصيات معبر عنها في هذه المادة هي آراء المؤلف (المؤلفين) ولا تعكس بالضرورة وجهات نظر المؤسسة الوطنية للعلوم.

معهد هوارد هيوز الطبي تحت المنحة لا. 51003439.

كان موقع UE الأصلي عبارة عن مشروع تعاوني بين متحف الأحافير بجامعة كاليفورنيا (UCMP) والمركز الوطني لتعليم العلوم وتم تمويله من قبل مؤسسة العلوم الوطنية ومعهد هوارد هيوز الطبي. منذ إطلاقه في عام 2004 ، خضع الموقع لعدة انتقالات وتوسعات. نحن مدينون للأفراد التالية أسماؤهم ، الذين ساهموا جميعًا في نجاحها:

روي كالدويل، الباحث الرئيسي
ديفيد ليندبرج، محقق رئيسي مشارك
جودي سكوتشمور، تنسيق المشروع
آنا ثانوكوس، المحرر الرئيسي
جوش فرانكل، مدير الموقع والتصميم الجرافيكي
ديف سميث، تصميم غرافيك

المستشارون الأصليون وموفرو المحتوى:

آلان دي جيشليك كباحث ما بعد الدكتوراه في المركز الوطني لتعليم العلوم
الجنولا كمدرس لطرق العلوم ، جامعة ولاية سونوما ، رونيرت بارك ، كاليفورنيا
اريك ميكلي كمنسق توعية في المركز الوطني لتعليم العلوم
أوجيني سي سكوت كمدير تنفيذي للمركز الوطني لتعليم العلوم
كارولين إيه.سترا وأوملبيرج كزميل ما بعد الدكتوراه في المتحف السويدي للتاريخ الطبيعي في ستوكهولم
آنا ثانوكوس كمساعد أبحاث ما بعد الدكتوراه في UCMP
كولين ويتني كمسؤول ويب أولي للموقع
كارل زيمر كمؤلف من قسم بعنوان تاريخ الفكر التطوري

مرشدو المعلم الأصليون:

جينيفر كولينز كمدرس ثانوي لعلوم الحياة في الإسكندرية بولاية فرجينيا
سكوت هايز كمعلم علوم متقاعد ومقدم للتطوير المهني للمعلمين
شارون جانولاو كمدرس أساليب علمية ، جامعة ولاية سونوما ، سانتا روزا ، كاليفورنيا
آن مونك كمدرس علوم بالمدرسة الإعدادية في مدرسة كاثرين ديلمار بيرك ، سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا
مارك ستيفانسكي كمدرس علوم في Marin Academy، San Rafael، CA
مارك تيري كمدرس علوم ورئيس قسم في مدرسة نورث ويست ، سياتل ، واشنطن

طلاب ما بعد الدكتوراه وطلاب الدراسات العليا الذين ساهموا في محتوى موقع UE:

كريسي هافارد & # 151 دكتوراه. 2005 ، قسم علم الأحياء التكاملي ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي
أندرو لي & # 151 دكتوراه. 2007 ، قسم علم الأحياء التكاملي ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي
إليزابيث بيروتي & # 151 دكتوراه. 2008 ، قسم علم الأحياء التكاملي ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي
جودي شين & # 151 دكتوراه. 2001 ، قسم علم الأحياء التكاملي ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي
جينيفر سكين & # 151 دكتوراه. 2009 ، قسم علم الأحياء التكاملي ، جامعة كاليفورنيا في بيركلي

المجلس الاستشاري UE
انضم هؤلاء الأفراد إلى فريق UE في عام 2008 لتقديم إرشادات لتوسيع موقع UE ، مما أدى إلى التقديم الناجح لمقترح منحة NSF CCLI في عام 2009:

بول بيردسلي & # 151 مركز تطوير المناهج الدراسية في دراسة مناهج العلوم البيولوجية (BSCS) ، كولورادو سبرينغز ، كولورادو
رودجر دبليو بايبي & # 151 مدير فخري لدراسة مناهج العلوم البيولوجية (BSCS Colorado Springs، CO
ستيفن ب & # 151 أستاذ باحث مساعد في مركز أبحاث التعلم بجامعة كانساس
جودي دايموند & # 151 أستاذ ومنسق تعليم العلوم غير الرسمية في متحف ولاية نبراسكا
سام دونوفان & # 151 أستاذ مساعد باحث في قسم العلوم البيولوجية & # 151 تعليم العلوم ، في جامعة بيتسبيرغ
كريستين جينكينز & # 151 أخصائي برنامج التعليم والتوعية ، المركز الوطني للتركيب التطوري في دورهام ، نورث كارولاينا
جو ليفين & # 151 مؤلف للعديد من نصوص علم الأحياء في المدرسة الثانوية ومستوى الكلية
دينيس ليو & # 151 كبير مسؤولي البرامج في معهد هوارد هيوز الطبي
باتريشيا مورس & # 151 عالم الأحياء البحرية وأستاذ فخري في علم الأحياء ، جامعة واشنطن
بول جان نارجيزيان & # 151 أستاذ مشارك في قسم العلوم البيولوجية بجامعة ولاية كاليفورنيا ، لوس أنجلوس
ريتشارد تي أوجرادي & # 151 المدير التنفيذي ، المعهد الأمريكي للعلوم البيولوجية ، واشنطن العاصمة
أوجيني سي سكوت & # 151 المدير التنفيذي للمركز الوطني لتعليم العلوم ، أوكلاند ، كاليفورنيا
كيرستن سوينستروم & # 151 مدرس في قسم علوم الحياة في كلية سانتا روزا جونيور ، كاليفورنيا
ليزا د & # 151 أستاذ الجيولوجيا والعميد المشارك للدراسات العليا في جامعة ولاية سان فرانسيسكو (SFSU) ، كاليفورنيا
بريان إم ويجمان & # 151 المدير المساعد للتعليم والتوعية في المركز الوطني للتركيب التطوري في دورهام ، نورث كارولاينا

تم تمويل تطوير موارد الجامعة الجامعية من خلال منحة NSF CCLI الممنوحة في عام 2009 وهو مشروع تعاوني مع المعهد الأمريكي للعلوم البيولوجية والمركز الوطني للتطور التطوري.

المجلس الاستشاري للمعلم UE
بتمويل من منحة CCLI ، انضم هؤلاء الأفراد إلى فريق UE في عام 2009 لتقديم الخبرة ومراجعة المحتوى لتوسيع موقع UE على المستوى الجامعي:

روبن بينغهام، أستاذ علم الأحياء في Western State College ، Gunnison ، كولورادو
جان دي سايكس، محاضر أول ، قسم علم الأحياء في جامعة نورث كارولينا تشابل هيل ، نورث كارولاينا
نان هو، أستاذ علم الأحياء في كلية المجتمع لاس بوزيتاس ، ليفرمور ، كاليفورنيا
جينيفر كاتشر، عضو هيئة تدريس في كلية المجتمع بيما، AZ
كريستي كاري روجرز، أستاذ مساعد في علم الأحياء والجيولوجيا في كلية ماكلاستر ، مينيسوتا
جيم سميث، أستاذ علم الأحياء في جامعة ولاية ميتشيغان ، ميتشيغن
كيرستن سوينستروم، مدرس في قسم علوم الحياة في كلية سانتا روزا جونيور ، كاليفورنيا
ليزا اوري، أستاذ علم الأحياء في كلية ميلز ، كاليفورنيا
دانيال وارد، أستاذ علم الأحياء في Waubonsee Community College، IL
جايسون وايلز، أستاذ مساعد في علم الأحياء في جامعة سيراكيوز ، نيويورك
كالفين يونغ، أستاذ في قسم الأحياء في كلية فولرتون ، كاليفورنيا

كريستين جينكينز & # 151 أخصائي برنامج التعليم والتوعية ، المركز الوطني للتركيب التطوري في دورهام ، نورث كارولاينا
سوزان موسانتي & # 151 مدير برامج التعليم ، المعهد الأمريكي للعلوم البيولوجية
شيري بوتر & # 151 مدير ، برامج العضوية والمجتمع ، المعهد الأمريكي للعلوم البيولوجية

المجلس الاستشاري الخارجي UE:
يعمل هؤلاء الأفراد كمراجعين لموارد UE:

فيليسيتاس أفيندانو، جامعة جراند فيو ، دي موين ، IA
كاري بنسون، Lynchburg College، Lynchburg، VA
جيني بوجمان، جامعة ويسكونسن ماديسون
ماريا التشيكية، كلية لورد ، سيلفانيا ، أوهايو
جاكي ديورانت، مدرسة بيدمونت الإعدادية ، سان خوسيه ، كاليفورنيا
رينيه جيليبرت، مدرسة كامبوليندو الثانوية ، موراغا ، كاليفورنيا
ريان جريجوري، جامعة جيلف ، جيلف ، أونتاريو ، كندا
لوريل هيستر، جامعة كورنيل ، إيثاكا ، نيويورك
لاريسا هويراس، مدرسة قرية أوكس الثانوية ، ستوكتون ، كاليفورنيا
ستيفاني هويراس، مدرسة جيفرسون الإعدادية ، تريسي ، كاليفورنيا
شيريل آن هولينجرمربي متقاعد
أليسون كيتاي، مدرسة ريدوود الثانوية ، لاركسبور ، كاليفورنيا
Andr & Ecute Lachance، جامعة ويسترن أونتاريو ، لندن ، أونتاريو ، كندا
تروي لادين، جامعة شرق تكساس المعمدانية ، مارشال ، تكساس
جانيت لي، مدرسة جيلروي الثانوية ، جيلروي ، كاليفورنيا
ماري مولكاهي، جامعة بيتسبرغ ، برادفورد ، بنسلفانيا
أندرو بيتو، جامعة ويسكونسن ، ميلووكي
بولي شولتز، كلية كلاكاماس كوميونيتي ، أوريغون سيتي ، أوريغون
كاثي شواب، جامعة هيوستن تيلوتسون ، أوستن ، تكساس
بيرني شيلم، المدرسة الإعدادية للكلية ، أوكلاند ، كاليفورنيا
ايلينا براي سبيث، جامعة سانت لويس ، سانت لويس ، ميزوري
روبرت سوانسون، جامعة فالبارايسو ، فالبارايسو ، إن
جيمس ف. طومسون، جامعة ولاية أوستن بيي ، كلاركسفيل ، تينيسي
مارتن تريسي، جامعة فلوريدا الدولية ، ميامي ، فلوريدا
ليو ويلش، كلية جنوب غرب إلينوي


شاهد الفيديو: أشكال البكتيريا - Bacteria Shape (قد 2022).


تعليقات:

  1. Diondray

    ما هي الكلمات التي تحتاجها ... عظيم

  2. Mausho

    سوف نتعامل بطريقة ما.

  3. Khaled

    لا أعرف أي نوع من الأسلحة التي سيتم خوض الحرب العالمية الثالثة ، ولكن الرابع - بالعصي والحجارة.

  4. Randal

    القطعة المسلية للغاية

  5. Morain

    يا لها من رسالة جميلة

  6. Oidhche

    يرجى المعذرة لمقاطعتك.

  7. Pete

    إذن القصة!

  8. Iuitl

    لا يمكنني المشاركة في المناقشة الآن - ليس هناك وقت فراغ. لكنني سأكون حراً - سأكتب بالتأكيد ما أفكر فيه حول هذه المسألة.



اكتب رسالة