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首次发现没有基因组DNA的线粒体,其进化走在了所有生命的前面

线粒体(mitochondrion),是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器,是细胞中制造能量的结构,是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞内的“能量工厂”,其直径在0.5到1.0微米左右。
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首次发现没有基因组DNA的线粒体,其进化走在了所有生命的前面
线粒体能量工厂
线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系
对于线粒体的起源,目前得到公认的是“内共生假说生物进化中的飞跃——内共生:当细胞成为细胞器
2019年4月24日,ScienceScience Advances
该研究发现了一种学名为Amoebophrya ceratii的寄生性甲藻它拥有功能性的线粒体,然而线粒体中却没有基因组存在。
首次发现没有基因组DNA的线粒体,其进化走在了所有生命的前面
无论是人类,还是动物、植物或藻类,绝大多数真核生物的细胞都含有负责能量产生的特殊细胞器——线粒体
该研究团队发现了一种学名为Amoebophrya ceratii(简称A. ceratii)的寄生性甲藻,它们通常寄生在亚历山大藻体内,只需要三四天时间就能摧毁整个亚历山大藻种群。
研究团队对A. ceratii的基因组(所有遗传物质)进行了测序,发现该基因组由大约1亿个碱基对
但A. ceratii 几乎所有的代谢过程都存在,它应该是能够独立生存的。如果仅看基因组数据,不可能推断出这是一种寄生性生物。
对于植物和藻类来说,除了细胞核线粒体叶绿体
对于一般的甲藻,这种叶绿体DNA是相当普遍的,仅由14个基因组成。然而,A. ceratii似乎完全不存在叶绿体,但是却拥有其中的13个基因。
对于寄生性的单细胞生物来说,它们往往对其线粒体进行“预算削减”,但即便再削减,它们的线粒体中仍含有三个基因,因此通常认为这三个基因是不可或缺的。
但是,A. ceratii显然完全丢失了线粒体基因组,通过各种努力,研究团队依然无法找到任何线粒体基因组存在的痕迹
而且,这些线粒体拥有正常的功能,而且在A. ceratii 生活的各个阶段始终存在。
这一发现令研究人员非常惊讶,因为在此之前,从未发现过其他氧气呼吸的生命形式的线粒体中没有自己的遗传物质。
首次发现没有基因组DNA的线粒体,其进化走在了所有生命的前面
A. ceratii线粒体功能模型
这一发现可以为线粒体和叶绿体的进化历史提供新的见解。
根据内共生假说服务提供者
然而,A. ceratii 似乎已经将这一发展向前推进了一步,并剥夺了其内共生体遗传自治的最后痕迹
论文链接:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav1110
发布于 2019-10-21 12:11:54 © 著作权归作者所有
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