Вчені розкрили таємницю предка всіх живих організмів

За допомогою математичного моделювання біологи з Університетського коледжу Лондона з'ясували, що останній загальний предок (ПВП), що жив чотири мільярди років тому, володів "протікаючою" мембраною.

Цей факт допоміг знайти відповідь на два важливих питання біології: чому всі клітини користуються одним і тим же механізмом збору енергії і чому у двох доменів живих істот, які першими розійшлися в ході еволюції (бактерії і археї), настільки різниться будова мембран. Дослідження представлено в журналі PLoS Biology.

Вчені вважають, що ПВП (це був одноклітинний організм) мешкав у гідротермальних джерелах на дні океанів, де багата позитивно зарядженими частинками морська вода змішувалася з теплою лужною рідиною (де протонів, навпаки, було мало). Такий градієнт протонів дозволив частинкам потрапляти в клітину, сприяючи виробленню молекул АТФ - головного джерела енергії для всіх біохімічних процесів. А завдяки "дірявій" мембрані протони легко покидали організм, поступаючись своїм місцем новим частинкам. Модель біологів показала, що швидкість притоку і відтоку протонів в клітину була досить велика, щоб забезпечити її зростання.

Однак щоб покинути підводне середовище ПВП довелося "навчити" свою мембрану самостійно викачувати протони з клітини. Цю проблему археї і бактерії вирішили по-різному, створивши різні структури "зошитих" мембран і протонні насоси. Ідея виниклого природним чином зовнішнього градієнта позитивно заряджених частинок дозволяє пояснити, чому біоенергетика мембрани у бактерій і архей однакова, хоча протонні насоси і самі мембрани влаштовані по-різному.