Odkryto nowe struktury w komórkach. Zmieniają rozumienie życia

Pierwsze odkrycia. Historia badań nad organellami

Dotąd naukowcy uważali, że wiemy już wszystko na temat komórek. Okazuje się jednak, że ten podstawowy element budulcowy organizmów cały czas skrywa tajemnice. Już w roku 2000 naukowcy odkryli nowe struktury w komórkach. Mowa o organellach komórkowych. To odkrycie zmieni nasze myślenie na temat powstania życia na Ziemi. 

Pierwszą odkrytą organellą komórkową było mitochondrium. Dokonał tego Niemiec Albert von Koelliker w 1857 roku. W 1890 roku Richard Altmann określił je jako organelle komórkowe i nazwał „bioblastami”. Termin „mitochondria” wprowadził w 1898 roku Carl Benda.

Jak pamiętamy z lekcji biologii, każda organella pełni inną funkcję. Na przykład wspomniane mitochondria odpowiadają za produkcję energii, a lizosomy przetwarzają odpady. Z kolei jądro przechowuje materiał genetyczny, czyli DNA. Choć każda z tych struktur ma inne zadanie, łączy je jedno – wszystkie są otoczone błoną. I właśnie ta błona jest punktem wyjścia do odkrycia nieznanych wcześniej organelli komórkowych.

Polecamy: Naukowcy zmodyfikowali DNA gorczycy, aby poprawić jej smak

Nowe struktury w komórkach. Bezbłonne części z białek i RNA

Pierwsze organelle niezwiązane błoną odkryto w 2000 roku. Od tego czasu biolodzy znaleźli wiele podobnych struktur. Są one określane jako organelle bezbłonowe lub kondensaty biomolekularne. Czym są te wciąż tajemnicze nowe organelle? To skupiska białek i materiału genetycznego (głównie RNA), które zbierają się w specyficzne kropelki widoczne na jądrze komórkowym w postaci plamek.

Naukowcy zastanawiali się, dlaczego to właśnie RNA i białka tworzą bezbłonne części komórek. Doszli do wniosku, że przyczyną jest charakter tych cząsteczek – lepiej oddziałują ze sobą niż z otoczeniem. W ten sposób tworzą mikrośrodowisko, które następnie przyciąga kolejne białka i cząsteczki RNA.

Więcej niż dotąd sądzono

Naukowcy odkryli już około 30 rodzajów organelli bezbłonowych. Dla porównania, znanych tradycyjnych struktur otoczonych błoną jest zaledwie 12. Co ciekawe, badacze wciąż nie wiedzą, jakie dokładnie funkcje pełni większość z nich. Wiadomo jedynie, że niektóre z tych struktur uczestniczą w tworzeniu komórek rozrodczych lub rybosomów odpowiedzialnych za produkcję białek.

Bez względu na funkcję, kondensaty biomolekularne poszerzają naszą wiedzę o komórkach. Ich badanie może rzucić nowe światło na biologię molekularną i chemię białek. W latach 50. XX wieku, po zbadaniu struktury mioglobiny, uznano, że kształt białka determinuje jego funkcję. To założenie stało się fundamentem biochemii. Jednak białka tworzące struktury bezbłonowe łamią tę zasadę – zawierają bowiem części pozbawione uporządkowanej formy.

Nowe struktury w komórkach

Kondensaty biomolekularne znaleziono również w komórkach prokariotycznych i bakteryjnych. To przełomowe odkrycie, ponieważ do tej pory uważano, że komórki te nie zawierają organelli. Warto dodać, że zaledwie około 6 proc. białek w komórkach bakteryjnych zawiera nieuporządkowane fragmenty, a białka w kondensatach są całkowicie nieuporządkowane. Mimo to uczestniczą w ważnych procesach, takich jak tworzenie i rozkład RNA.

Fakt, że organelle bezbłonowe odkryto również w bakteriach, świadczy o większym stopniu ich złożoności, niż wcześniej sądzono. Odkrycia te zmieniają dotychczasowe poglądy na temat początków życia na Ziemi.

Polecamy: HOLISTIC NEWS: Zmyślone badania, fałszywe wyniki. Nauka padła ofiarą oszustów #OBSERWACJE

Nowe spojrzenie na początki życia

Nukleotydy, czyli podstawowe elementy RNA i DNA, mogą powstawać z prostych związków, takich jak cyjanowodór i woda, pod wpływem światła UV lub wysokich temperatur oraz w obecności minerałów, takich jak krzemionka. Wykazano, że nukleotydy mogą spontanicznie łączyć się, tworząc łańcuch RNA. Jedna z teorii zakłada, że pierwsze formy życia były właśnie niciami RNA.

Pytanie brzmi, jak RNA mogło się replikować i tworzyć protokomórkę. Dotychczas naukowcy zakładali, że konieczne były błony lipidowe, jednak na wczesnej Ziemi brakowało materiałów potrzebnych do ich syntezy. Odkrycie, że RNA może tworzyć kondensaty biomolekularne bez lipidów, sugeruje, że życie mogło powstać z prostych, nieorganicznych związków.

Polecamy: Przełomowy lek na raka. Badania nad RNA otwierają nowe możliwości