Qhov paub tsis meej ntawm lub hauv paus chiv keeb ntawm cov kab mob

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Cov kab mob no tsis tshua muaj sia. Txawm li cas los xij, lawv lub hauv paus chiv keeb thiab evolution tseem tsis to taub ntau dua li qhov tshwm sim ntawm cov kab mob "ib txwm" ntawm tes. Nws tseem tsis tau paub tias leej twg tshwm sim ua ntej, thawj lub hlwb lossis thawj tus kab mob. Tej zaum lawv yeej ib txwm nrog lub neej, zoo li tus duab ntxoov ntxoo tsis zoo.

Qhov teeb meem yog tias cov kab mob tsis muaj dab tsi ntau tshaj li cov kab mob ntawm cov genome (DNA lossis RNA) nyob rau hauv lub tsho tiv no protein. Lawv tsis muaj ib qho chaw nyob hauv cov ntaub ntawv fossil, thiab txhua yam uas tseem yuav kawm txog lawv yav dhau los yog cov kab mob niaj hnub thiab lawv cov genomes.

Sib piv, nrhiav qhov zoo sib xws thiab qhov sib txawv, biologists nrhiav kev sib txuas ntawm cov kab mob sib txawv, txiav txim siab lawv cov yam ntxwv qub tshaj plaws. Hmoov tsis zoo, cov kab mob no txawv txav thiab sib txawv. Nws txaus kom nco qab tias lawv cov genomes tuaj yeem sawv cev los ntawm cov saw hlau tsis yog DNA nkaus xwb (xws li hauv peb lub tebchaws thiab, piv txwv li, kab mob herpes), tab sis kuj tseem muaj feem cuam tshuam nrog RNA molecule (xws li cov kab mob coronaviruses).

DNA / RNA molecule nyob rau hauv cov kab mob tuaj yeem ua ib leeg lossis segmented rau hauv qhov chaw, linear (adenoviruses) lossis ncig (polyomaviruses), ib leeg-stranded (anelloviruses) lossis ob-stranded (baculoviruses).

Visual science Influenza A/H1N1 virus

Cov qauv ntawm cov kab mob kis, peculiarities ntawm lawv lub neej voj voog thiab lwm yam ntxwv, uas tuaj yeem siv rau kev sib piv zoo tib yam, tsis muaj ntau haiv neeg. Koj tuaj yeem nyeem ntxiv txog yuav ua li cas cov kws tshawb fawb tau nyob ib puag ncig cov teeb meem no thaum kawg ntawm tsab ntawv tshaj tawm no. Txog tam sim no, cia peb nco ntsoov tias txhua tus kab mob muaj dab tsi: lawv yog cov kab mob cab. Tsis yog ib tus kab mob no paub tias tuaj yeem ua cov metabolism ntawm nws tus kheej, tsis tas siv cov txheej txheem biochemical ntawm tus tswv tsev cell.

Tsis muaj tus kab mob no muaj ribosomes uas tuaj yeem tsim cov proteins, thiab tsis muaj leej twg nqa cov tshuab uas tso cai rau kev tsim hluav taws xob hauv daim ntawv ntawm ATP molecules. Tag nrho cov no ua rau lawv lub luag haujlwm, uas yog, cov kab mob intracellular tsis muaj xwm txheej: lawv tsis tuaj yeem muaj nyob ntawm lawv tus kheej.

Nws tsis yog qhov xav tsis thoob tias, raws li ib qho ntawm thawj qhov kev xav thiab paub zoo tshaj plaws, cov hlwb tau tshwm sim thawj zaug, thiab tsuas yog tom qab ntawd tag nrho cov kab mob kis thoob ntiaj teb tau tsim los ntawm cov av no.

Regressively. Los ntawm complex mus rau yooj yim

Cia peb saib ntawm rickettsia - kuj yog cov kab mob hauv lub cev, txawm tias cov kab mob. Ntxiv mus, qee qhov ntawm lawv cov genome yog ze rau DNA, uas muaj nyob rau hauv mitochondria ntawm eukaryotic hlwb, suav nrog tib neeg. Pom tau tias, ob leeg ntawm lawv muaj ib tug poj koob yawm txwv, tab sis tus tsim ntawm "kab ntawm mitochondria," kis tau rau hauv lub cell, tsis tua nws, tab sis tau raug khaws cia nyob rau hauv lub cytoplasm.

Yog li ntawd, cov xeeb leej xeeb ntxwv ntawm tus kab mob no tau poob ntau ntawm cov noob tsis tsim nyog thiab degraded rau cellular organelles uas muab cov tswv nrog ATP molecules pauv rau txhua yam. Qhov "regressive" kev xav ntawm lub hauv paus chiv keeb ntawm cov kab mob ntseeg hais tias xws li degradation yuav tshwm sim rau lawv cov poj koob yawm txwv: ib zaug tag nrho-fledged thiab ywj siab cellular kab mob, ntau tshaj li billion xyoo ntawm parasitic lub neej, lawv tsuas poob txhua yam superfluous.

Lub tswv yim qub no tau rov kho dua los ntawm kev tshawb pom tsis ntev los no ntawm cov kab mob loj xws li pandoraviruses lossis mimiviruses. Lawv tsis tsuas yog loj heev (cov kab uas hla ntawm tus mimivirus mus txog 750 nm - rau kev sib piv, qhov loj ntawm tus kab mob npaws yog 80 nm), tab sis lawv kuj muaj ib tug ntev heev genome (1.2 lab nucleotide txuas nyob rau hauv mimivirus piv rau ob peb puas nyob rau hauv genome). hom kab mob), encoding ntau pua pua ntawm cov protein.

Ntawm lawv kuj tseem muaj cov protein uas tsim nyog rau kev luam thiab "kho" (kho) ntawm DNA, rau kev tsim cov tub txib RNA thiab cov proteins.

Cov kab mob no tsis tshua muaj nyob ntawm lawv cov tswv, thiab lawv cov keeb kwm los ntawm cov poj koob yawm txwv nyob dawb zoo li kev ntseeg ntau dua. Txawm li cas los xij, ntau tus kws tshaj lij ntseeg tias qhov no tsis daws qhov teeb meem tseem ceeb - tag nrho cov noob "ntxiv" tuaj yeem tshwm sim los ntawm cov kab mob loj heev tom qab, qiv los ntawm cov tswv.

Tom qab tag nrho, nws yog ib qho nyuaj rau xav txog tej yam parasitic degradation uas yuav mus kom deb li deb thiab cuam tshuam txawm tias daim ntawv ntawm cov cab kuj ntawm cov noob caj noob ces code thiab coj mus rau qhov tshwm sim ntawm cov kab mob RNA. Nws tsis yog qhov xav tsis thoob tias lwm qhov kev xav txog lub hauv paus chiv keeb ntawm cov kab mob sib npaug sib npaug - qhov sib txawv kiag li.

Kev vam meej. Los ntawm yooj yim mus rau complex

Cia peb saib cov kab mob retroviruses, uas nws cov genome yog ib leeg-stranded RNA molecule (piv txwv li, HIV). Ib zaug nyob rau hauv lub xov tooj ntawm tes, cov kab mob no siv ib tug tshwj xeeb enzyme, thim rov qab transcriptase, converting nws mus rau hauv ib tug dog dig ob DNA, uas ces nkag mus rau hauv lub "dawb huv ntawm dawb huv" ntawm lub cell - mus rau hauv lub nucleus.

Qhov no yog qhov twg lwm cov kab mob kis kab mob, kev sib koom ua ke, tuaj rau hauv kev ua si thiab ntxig cov kab mob kis mus rau hauv tus tswv tsev DNA. Tom qab ntawd lub cell tus kheej enzymes pib ua haujlwm nrog lawv: lawv tsim RNA tshiab, tsim cov proteins ntawm lawv lub hauv paus, thiab lwm yam.

Visual ScienceHuman Immunodeficiency Virus (HIV)

Cov txheej txheem no zoo ib yam li kev tsim tawm ntawm cov noob caj noob ces - DNA tawg uas tsis nqa cov ntaub ntawv peb xav tau, tab sis khaws cia thiab khaws cia hauv peb cov genome. Qee tus ntawm lawv, retrotransposons, txawm tias muaj peev xwm sib npaug hauv nws, nthuav tawm nrog cov ntawv luam tshiab (ntau dua 40 feem pua ntawm tib neeg DNA muaj xws li "khib nyiab" cov ntsiab lus).

Rau qhov no, lawv tuaj yeem muaj cov khoom sib txuas ua ke ob qho tseem ceeb enzymes - thim rov qab transcriptase thiab kev sib xyaw ua ke. Nyob rau hauv qhov tseeb, cov no yog yuav luag npaj ua retroviruses, tsis muaj tsuas yog ib lub tsho tiv no protein. Tab sis nws qhov kev yuav khoom yog qhov teeb meem ntawm lub sijhawm.

Embedding nyob rau hauv lub genome ntawm no thiab nyob rau ntawd, mobile genetic ntsiab yog heev muaj peev xwm mus ntes tus tswv tsev tshiab genes. Qee qhov ntawm lawv yuav tsim nyog rau kev tsim capsid. Ntau cov proteins zoo li nws tus kheej sib sau ua ke hauv ntau cov qauv. Piv txwv li, ARC protein, uas ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev ua haujlwm ntawm cov neurons, spontaneously folds hauv daim ntawv dawb rau hauv cov kab mob zoo li cov kab mob uas tuaj yeem nqa RNA sab hauv. Nws tau xav tias kev koom ua ke ntawm cov proteins no tuaj yeem tshwm sim txog 20 lub sijhawm, ua rau muaj cov kab mob loj niaj hnub no uas txawv ntawm cov qauv ntawm lawv lub hnab ntawv.

Parallel. Duab ntxoov ntxoo ntawm lub neej

Txawm li cas los xij, qhov kev xav yau tshaj plaws thiab pheej hmoo tshaj plaws hloov pauv txhua yam rov qab los, xav tias cov kab mob tshwm sim tsis pub dhau thawj lub hlwb. Ib lub sij hawm ntev dhau los, thaum lub neej tseem tsis tau mus txog tam sim no, proto-evolution ntawm tus kheej-replicating molecules, muaj peev xwm luam lawv tus kheej, tau mus rau hauv "primordial kua zaub".

Maj mam, cov txheej txheem no tau dhau los ua qhov nyuaj, hloov mus rau qhov loj dua thiab loj dua molecular complexes. Thiab sai li sai tau raws li qee tus ntawm lawv tau txais lub peev xwm los ua ke ib daim nyias nyias thiab dhau los ua cov cell, lwm tus - cov poj koob yawm txwv ntawm cov kab mob - tau los ua lawv cov kab mob.

Qhov no tshwm sim thaum kaj ntug ntawm lub neej, ntev ua ntej kev sib cais ntawm cov kab mob, archaea thiab eukaryotes. Yog li ntawd, lawv cov kab mob (thiab sib txawv heev) kis cov neeg sawv cev ntawm tag nrho peb lub ntiaj teb nyob, thiab ntawm cov kab mob tuaj yeem muaj ntau yam RNA uas muaj: nws yog RNAs uas suav tias yog "poj koob yawm txwv" molecules, tus kheej-replication thiab evolution. uas coj mus rau qhov tshwm sim ntawm lub neej.

Thawj cov kab mob tuaj yeem yog cov " txhoj puab heev" RNA molecules, uas tsuas yog tom qab ntawd tau txais cov noob encoding cov hnab ntawv protein. Tseeb tiag, nws tau pom tias qee hom plhaub tau tshwm sim txawm tias ua ntej cov poj koob yawm txwv kawg ntawm txhua yam kab mob nyob (LUCA).

Txawm li cas los xij, evolution ntawm cov kab mob yog ib cheeb tsam txawm ntau tsis meej pem tshaj qhov evolution ntawm tag nrho lub ntiaj teb no ntawm cellular kab mob. Nws muaj feem ntau tias, ntawm lawv tus kheej txoj kev, tag nrho peb qhov kev xav ntawm lawv lub hauv paus yog qhov tseeb. Cov kab mob intracellular no yooj yim heev thiab tib lub sijhawm sib txawv uas cov pab pawg sib txawv tuaj yeem tshwm sim ntawm nws tus kheej ntawm ib leeg, nyob rau hauv cov txheej txheem ntawm cov txheej txheem sib txawv.

Piv txwv li, tib cov kab mob DNA loj heev tuaj yeem tshwm sim los ntawm kev puas tsuaj ntawm cov poj koob yawm txwv cov hlwb, thiab qee qhov RNA uas muaj cov kab mob retroviruses - tom qab "tau txais kev ywj pheej" los ntawm cov noob caj noob ces. Tab sis nws muaj peev xwm hais tias peb tshuav qhov tshwm sim ntawm qhov kev hem thawj nyob mus ib txhis rau ib qho kev sib txawv kiag li, tseem tsis tau pom thiab tsis paub.

Genomes thiab noob. Yuav ua li cas cov evolution ntawm cov kab mob yog kawm

Hmoov tsis zoo, cov kab mob no tsis txaus ntseeg. Lawv tsis muaj lub tshuab kho DNA puas tsuaj, thiab kev hloov pauv tseem nyob hauv genome, raug xaiv ntxiv. Tsis tas li ntawd, cov kab mob sib txawv uas kis tau rau tib lub xovtooj yooj yim pauv DNA (lossis RNA) tawg, ua rau cov ntaub ntawv rov ua dua tshiab.

Thaum kawg, kev hloov pauv hloov zuj zus tshwm sim sai sai - piv txwv li, HIV muaj lub neej voj voog tsuas yog 52 teev, thiab nws nyob deb ntawm lub neej luv tshaj plaws. Tag nrho cov xwm txheej no muab qhov hloov pauv sai ntawm cov kab mob, uas ua rau nyuaj rau kev tsom xam ncaj qha ntawm lawv cov genomes.

Nyob rau tib lub sijhawm, ib zaug hauv ib lub xovtooj, cov kab mob feem ntau tsis tso lawv cov kab mob cab ib txwm ua - qee qhov tau tsim los ntawm txoj kev no, lwm tus vim yog qhov ua tsis tiav. Nyob rau tib lub sijhawm, lawv cov DNA (lossis RNA, yav tas los hloov dua siab tshiab rau hauv DNA) tuaj yeem koom ua ke rau hauv tus tswv tsev chromosomes thiab nkaum ntawm no, tau ploj ntawm ntau cov noob ntawm lub cell nws tus kheej. Qee lub sij hawm tus kab mob genome tau rov ua haujlwm, thiab qee zaum nws tseem nyob hauv daim ntawv latent, tau dhau los ntawm ib tiam dhau ib tiam.

Cov kab mob endogenous retroviruses ntseeg tau tias muaj txog li 5-8 feem pua ntawm peb tus kheej genome. Lawv qhov kev hloov pauv tsis zoo li qub - DNA cellular tsis hloov pauv sai heev, thiab lub neej voj voog ntawm cov kab mob sib txuas mus txog kaum xyoo, tsis yog teev. Yog li ntawd, cov seem uas khaws cia rau hauv lawv lub hlwb yog qhov tseem ceeb ntawm cov ntaub ntawv hais txog cov kab mob yav dhau los.

Ib cheeb tsam sib cais thiab tseem hluas yog cov proteomics ntawm cov kab mob - kev kawm ntawm lawv cov proteins. Tom qab tag nrho, tom qab tag nrho, txhua tus noob tsuas yog tus lej rau qee yam protein molecule uas yuav tsum tau ua qee yam haujlwm. Qee qhov "haum" zoo li Lego daim, folding lub hnab ntawv kab mob, lwm tus tuaj yeem khi thiab ruaj khov RNA, thiab lwm tus tuaj yeem siv los tua cov proteins ntawm cov kab mob.

Cov chaw nquag ntawm cov proteins no yog lub luag haujlwm rau cov haujlwm no, thiab lawv cov qauv tuaj yeem ua tau zoo heev. Nws khaws zoo stability thoob plaws hauv evolution. Txawm tias ib tus neeg ntawm cov noob tuaj yeem hloov pauv, tab sis cov duab ntawm qhov chaw ntawm cov protein, kev faib tawm ntawm cov nqi hluav taws xob hauv nws - txhua yam tseem ceeb rau kev ua haujlwm ntawm qhov xav tau - tseem yuav luag zoo ib yam. Los ntawm kev sib piv lawv, ib tus tuaj yeem pom qhov kev sib txuas evolutionary nyob deb tshaj plaws.