어떤 생화학자든지 알고 있던 대로, 유전 변경은 실제적으로 화학 변화, 이고 그래서 실제적으로 기동전개가 어떻게 일어나는지 보고 싶은 경우에, 생화학에 어떻게 영향을 미치는지 볼 필요가 있다는 것을 따릅니다.
nitrogenase의 진보적인 역사, 생활 사용 대기 질소를 돕는 중요한 효소 시스템을 찾는 유전 분석은, 박테리아의 중요한 대사 과정 사이 몇몇 흥미로운 진보적인 관계를 보여주고, 아직 이해되지 않는 몇몇 신비한 새로운 화학 통로를 제시했습니다.
전표 분자 생물학의 현안에서 및 기동전개, Jason Raymond 간행된 의 종이에서는 크리스토퍼 물림쇠 애리조나 주립 대학 생화학자 및 로버트 Blankenship 및 라이스 대학의 Janet Siefert는 단백질 nitrogenase를 생성하는 유사한 유전자를 특히 비교하는 박테리아와 archaea의 큰 단의 게놈의 분석을 합니다. 연구원은 유사한 "일치하는" nitrogenase 유전자가 유기체의 넓은 범위를 통해 존재한다는 것을 것을을 발견하고, 및 박테리아 도 아니다 "질소 기정" 관련시킨 암호로 하는 그밖 유사한 유전자와 단백질을 위해 광합성에서, 뿐 아니라 archaea에 있는 광합성을 아니 하지 않는 그밖 유전자와 관련있는 것처럼 보입니다 (대기 질소를 붙잡기의 프로세스로 불립니다).
생화학자가 이전에 상사성을 종결하고 광합성에서 관련시킨 nitrogenase에는과 효소에는 구조상이 있다는 것을 이렇게 관련되는 것처럼 보이더라도, 이 후반 "uncharacterized" 유전자는 그의 신진 대사 속성이 아직 불명한 효소를 제시하는 것처럼 보입니다.
"우리는 우리가 질소 기정에서 알고 있는 광합성와 어울리거나 무엇이든 - 우리가 유기체의 광범위에서 이들을," 찾아낸 어떤 유전자도에 대응하지 않는 일치하는 유전자의 단을 찾아냈습니다 Raymond를 말했습니다.
분석은 광합성에 있는 nitrogenase 도 아니다 효소 아니를 위해 암호로 하지 않는 유전자가 "유적일지도 모르다," 광합성과 질소 기정 둘 다에 조상 인 신진 대사 통로를 위해 암호로 하를 건의합니다. 수평한 유전자 이동 - 다른 세균성 종 사이의 유전자의 교환 -- 본래 유전자의 넓은 배급과 질소 기정과 광합성의 신진 대사 통로에 있는 그것의 연속적인 분기 그리고 전문화에 책임 있는 것처럼 보입니다.
"이 효소 중요한 진보적인 발명품입니다,"는 Blankenship를 말했습니다. "일단 그(것)들이 발전하면, 그(것)들이 중요한 이점." 있는 유기체에는 주기 때문에 종 사이에서 비트를 확실히 통과됩니다
기동전개의 중대한 생화확적인 발달 전부의, 생활의 기능 및 "고침" 대기 질소는 분쇄하는 가장 중요한 성취의 한개, 그리고 도전의 아마 하나이었습니다.
"질소, 없이 우리가 그것을 알고 있던 대로," 말했습니다 Blankenship를 생활을 보낼 수 없습니다. "아주 초기 지구에서, 암모니아의 모양으로 아마 약간 유효한 질소가 있거나 유사했던 대기권에서, 이렇게 초기 생활형 질소를 추출할 필요없었습니다.
"어떤 점에서 그러나, 것은 식량위기를 도달했습니다 - 주기로 대기권의 분자 질소를 얻는 어떤 쪽 또는 당신 정지하십시오 찾아냅니다. 질소의 최소한도 입력은," 그 주의했습니다 큰 생물권을 지탱할 수 없습니다.
"그러나 하는 것은 단단합니다. 질소 기정은 화학적으로 하기 것은 아주 어렵기 때문에 가장 흥미로운 생물학 프로세스의 한개입니다. Nitrogenase는 실제로 분자 질소의 삼중 결합을 끊는 아주 복잡한 효소 시스템입니다 -- 실제로 가장 강한 유대의 한," 그는 말했습니다.
그것의 진보적인 발달을 개축하는 것은 어려운 nitrogenase 시스템은 아주 정교하고 복잡합니다. 몇몇의 희소한 금속 몸리브덴을 통합하는 버전과 같은 그것의 가장 정교한 양식에서는 시스템은 복잡한 효소의 통제하고 프로세스를 통제하고 에너지 효과에게 만들기 위하여 통신망을 이용합니다. 그런 시스템은 일련의 미미한 변화를 통해서 점차적으로 발전할 수 있었습니다, 그러나 지금 발견된 원시적인 효소를 위한 유전자의 이중을 통해서 발전할지도 모르다는 것을 분석은 대신 건의합니다.
그러나, 질소의 삼중 결합을 끊기 가능한 가장 간단한 효소 조차 초기 단계 없이 발전할 수 없던 중대한 구조상 복합성을 요구합니다.
"분자 질소를 끊는 것은 많은 에너지를 요구하고 evolutionarily 복잡한 전환," Blankenship 주이었습니다. "우리는 오늘 있는 기본적인 nitrogenase 복합물 조차 굉장하게 정교합니다 정력적으로 아주 비싼 시스템입니다. 것은 지금 막." 난데없이 갑자기 나타났을 무언가가 아닙니다