Het heden kan u een partij over het verleden vertellen, maar u moet het weten waar te te kijken.
Een nieuwe studie die deze maand in het Onderzoek van het Genoom lijken openbaart dat de eiwitarchitectuur - de driedimensionele structuren van specifieke gebieden binnen proteïnen - een buitengewoon venster op de geschiedenis van het leven verstrekt.
In de studie, beschrijven de onderzoekers bij de Universiteit van Illinois eigentijdse eiwitarchitectuur als „moleculaire fossielen“ of „historische afdrukken“ die belangrijke mijlpalen in evolutieve geschiedenis merken. Het onderzoekteam compileerde een globale telling van eiwitarchitectuur, en gebruikte deze overblijfselen om de totstandkoming, de diversificatie en de verbetering van elk van drie superkingdoms van het leven in kaart te brengen: Archaea, Bacteriën en Eukarya.
Alle proteïnen zijn samengesteld uit architecturale elementen, genoemd domeinen, die door hun structurele en functionele gelijkenissen aan kunnen elkaar worden geïdentificeerd. De Eiwit domeinen zijn de toestellen, de riemen, de lentes en de motoren die de grotere eiwitmachines om toestaan te functioneren aangezien het zouden moeten. Elke proteïne bevat één of meer van hen, en de proteïnen die zeer verschillende taken uitvoeren kunnen identieke domeinen bevatten.
De Eiwit domeinen worden gegroepeerd in wat vouwenfamilies en vouwen superfamilies worden genoemd. De Leden van een vouw kunnen superfamily in hun onderliggende aminozuuropeenvolgingen verschillen, maar behouden structurele en functionele gelijkenissen en zijn evolutionarily verwant. De Vouwen worden superfamilies gegroepeerd in brede categorieën, genoemd vouwen.
De nieuwe studie volgt de evolutie van vouwen en vouwen superfamilies van de oude wereld aan het heden.
De Eiwit vouwen blijken betrouwbare tellers van evolutieve gebeurtenissen omdat zij over tijd, bovengenoemde Gustavo caetano-Anollés, een professor van gewassenwetenschappen en een belangrijkste onderzoeker op de studie vrij stabiel zijn. Zelfs veranderen de veranderingen in de genen die zelden voor hen coderen hun driedimensionele structuren.
De „Structuren worden hoogst behouden omdat zij belangrijke ontdekkingen in de geschiedenis van de wereld waren,“ bovengenoemde caetano-Anollés. „Het is zeer moeilijk met een nieuw ontwerp op de proppen komen om iets op een bepaalde manier te doen geen die een bestaande structuur kan reeds doen.“
Het idee dat de eiwitvouwen hoogst worden geraffineerd wordt en diep flexibele machines gesteund door het feit dat er zo weinigen van hen zijn. De Wetenschappers hebben slechts ongeveer 1.000 vouwen en 1.500 vouwen superfamilies over alle organismen geïdentificeerd waarvoor de volledige genomen zijn gerangschikt. Veel van deze eiwitvouwen worden gevonden in elk organisme. Andere vouwen verschijnen slechts in bepaalde ondergroepen van het organismal leven.
De bevindingen van het team van Illinois voegen een nieuwe afmeting aan een lang en controversieel debat over de vroegste stadia van evolutieve divergentie toe. Door eiwitarchitectuur over alle organismen te bekijken waarvoor de genomic informatie beschikbaar is, vond het team bewijsmateriaal dat de archaeal microben, de één-cellige organismen die in een aantal van de meest verbiedende milieu's op de planeet wonen, de eerste om als evolutionarily te onderscheiden groep waren te voorschijn te komen. Hun bewijsmateriaal: Het repertoire van architectuur dat één die dag zou behoren tot superkingdom als Archaea wordt bekend was de eerste om een vouw te verliezen. Die vouw, een reusachtige klasse van eiwitvouwen superfamilies, verdween eenvoudig totaal van het archaeal geslacht.
Uiteindelijk, sloten aan more and more vouwen die bij de lijst van architectuur wordt verlaten door Archaea, in wat de auteurs als proces van „reducerende evolutie.“ beschrijven De vouwen die tot organismen die uiteindelijk evolueerden behoren in wat wij nu bacteriën roepen en multicellular eukaryotes begonnen ook vouwen te verliezen, maar zij begonnen van hun repertoires veel later de omvang te reduceren dan Archaea.
Voorafgaand aan dit, schrijven de auteurs, was de wereld van eiwitvouwen groot en divers, nog bevattend veel van de vouwenarchitectuur in gebruik vandaag. Dit was de tijd van de „communale voorvader,“ vóór de totstandkoming van superkingdoms en de hordeorganismen die uiteindelijk elke groep zou bevolken.
Dit overzicht van eiwitarchitectuur voegt aan het beeld toe van hoe superkingdoms te voorschijn kwamen en divergeerden. Archaea gooide veel van de vouwen overboord die deel van hun originele erfenis hadden uitgemaakt.