Das Geschenk kann Ihnen erklären, dass viel über die Vergangenheit, aber Sie wissen müssen Sie, wo man schaut.
Eine neue Studie, die diesen Monat in der Genom-Forschung scheint, deckt auf, dass Aufbauten von Proteinen - die dreidimensionalen Zellen von spezifischen Regionen innerhalb der Proteine - ein außerordentliches Fenster auf der Geschichte des Lebens zur Verfügung stellen.
In der Studie beschreiben Forscher an der Universität von Illinois zeitgenössische Aufbauten von Proteinen als „molekulare Fossilien“ oder „historische Impressen“ wichtige Meilensteine dieses Kennzeichens in der Evolutionsgeschichte. Das Forschungsteam kompilierte eine globale Zählung von Aufbauten von Proteinen und verwendete diese Relikte, um das Auftauchen, die Diversifikation und die Verfeinerung von jedem der drei superkingdoms des Lebens grafisch darzustellen: Archaea, Bakterien und Eukarya.
Alle Proteine werden aus Bauelementen verfasst, gerufen Gebiete, die durch ihre strukturellen und Funktionsähnlichkeiten zu gegenseitig gekennzeichnet werden können. Proteindomänen sind die Gänge, die Gurte, die Federn und die Motoren, die die größere Proteinmaschinerie arbeiten lassen, wie sie sollte. Jedes Protein enthält eine oder mehrere von ihnen, und Proteine, die sehr verschiedene Aufgaben durchführen, können identische Gebiete enthalten.
Proteindomänen werden gruppiert in, was Faltenfamilien genannt und Superfamilies falten werden. Bauteile eines Falte Superfamily sich unterscheiden möglicherweise in ihren zugrunde liegenden Aminosäurereihenfolgen, aber beibehalten die strukturellen und Funktionsähnlichkeiten und sind evolutionarily in Verbindung stehend. Falte Superfamilies werden zusammen in die breiten Kategorien gruppiert, genannt Falten.
Die neue Studie spürt die Entwicklung von Falten und von Falte Superfamilies von der Antike zum Geschenk auf.
Proteinfalten fallen aus, zuverlässige Markierungen von Evolutionsereignissen zu sein, weil sie im Laufe der Zeit ziemlich stabil sind, sagten Gustavo Caetano-Anollés, ein Professor von Erntewissenschaften und einen Projektleiter auf der Studie. Sogar Veränderungen in den Genen, die für sie codieren, ändern selten ihre dreidimensionalen Zellen.
„Zellen sind in hohem Grade konserviertes, weil sie wichtige Entdeckungen in der Geschichte der Welt waren,“ Caetano-Anollés sagten. „Es ist sehr schwierig, eine neue Auslegung zu finden, um etwas auf eine Art zu tun, die eine vorhandene Zelle nicht bereits tun kann.“
Die Idee, dass Proteinfalten in hohem Grade verfeinert werden und die profund flexiblen Maschinen wird durch die Tatsache unterstützt, dass es so wenige von ihnen gibt. Wissenschaftler haben nur ungefähr 1.000 Falten und 1.500 Falte Superfamilies über allen Organismen gekennzeichnet, für die volle Genome sequenziell geordnet worden sind. Viele dieser Proteinfalten werden in jedem Organismus gefunden. Andere Falten erscheinen nur in bestimmten Teilmengen der organismal Lebensdauer.
Die Ergebnisse des Illinois-Teams fügen eine neue Abmessung einer langen und strittigen Debatte über die frühesten Stufen der Evolutionsabweichung hinzu. Indem es Aufbauten von Proteinen über allen Organismen betrachtete, für die genomische Informationen erhältlich sind, fand das Team Beweis, dass die archaeal Mikroben, die ein-celled Organismen, die einige der abschreckendsten Umgebungen auf dem Planeten bewohnen, die ersten waren, zum als evolutionarily unterscheidbare Gruppe aufzutauchen. Ihr Beweis: Das Repertoire der Architektur, die ein Tag dem superkingdom gehören würde, das als das Archaea bekannt ist, war das erste, zum einer Falte zu verlieren. Dass Falte, eine enorme Klasse Proteinfalte Superfamilies, einfach völlig verschwunden von der archaeal Abstammung.
Schließlich mehr und mehr schlossen sich Falten der Liste der Architektur an, die durch das Archaea, verlassen wurde in, was die Autoren beschreiben als Prozess „der vermindernden Entwicklung.“ Die Falten, die Organismen gehören, die schließlich entwickelten in, was wir jetzt Bakterien nennen und die mehrzelligen Eukaryotes auch anfingen, Falten zu verlieren, aber sie fingen an, ihre Repertoire viel später zu verkleinern als das Archaea.
Vor diesem schreiben enthalten die Autoren, die Welt von Proteinfalten waren groß und verschieden und noch viele der Faltenarchitektur, die heute gebräuchlich ist. Dieses war die Zeit des „Kommunalvorfahrs,“ bevor das Auftauchen von superkingdoms und die unzähligen Organismen, die schließlich jede Gruppe bevölkern würden.
Dieser Überblick über Aufbauten von Proteinen fügt der Abbildung von hinzu, wie die superkingdoms auftauchten und auseinander liefen. Das Archaea warf viele der Falten ab, die ein Teil ihres ursprünglichen Erbes gewesen waren.