Человеческое тело, все его реакции и свойства, зависят от 35000 генов, включающих в себя 3 миллиарда элементов ДНК. Даже бактерия требует для своего метаболизма нескольких тысяч генов. Ученых заинтересовало, сколько минимум генов достаточно, чтобы организм поддерживал свою жизнедеятельность?
Немецкие ученые в 2002 году обнаружили весьма необычного микроба, живущего на вулканическом дне моря в северной Исландии. Эта бактерия размножается в очень агрессивной среде, с высокой температурой, отсутствием кислорода и избытком серы в воде, вызванными вулканической активностью. Новый микроорганизм получил название Nanoarchaeum equitans («простейший карликовый наездник»
, отражающий тот факт, что эта бактерия живет на поверхности гораздо большего по размеру микроорганизма под названием Ignicoccuis («огненный шар», от которого зависит ее жизнедеятельность.
Карликовый наездник очень мал — его размеры не превышают 400 нанометров, что позволяет поместить 6 миллионов таких зверушек на острие иглы. Это самый маленький живой микроорганизм, если не брать во внимание вирусы, статус которых в этом отношении не определен. В организме этой бактерии насчитывается 490,885 нуклеотидных пар. Каждые 3 пары формируют аминокислоту, сотни и тысячи аминокислот формируют молекулу протеина... Ген в теле микроорганизма содержит длинные цепочки ДНК, в которых может информация о живом существе, при этом далеко не все молекулы ДНК кодируют генетическую информацию.Можете себе представить, какое мизерное количество генов использует организм для жизнедеятельности!
У данного микроорганизма отсутствуют гены, контролирующие многие необходимые процессы метаболизма, он не может синтезировать большинство нуклеотидов, иминокислот и липидов. Все эти вещества хитрый микроб получает от своего «хозяина». В ряде случаев он не может даже образовывать собственные молекулы АТФ (молекулы, переносящие энергию в организме).
И вот в 2006 году исследователи обнаружили еще более примитивную и меньшую по размеру бактерию Carsonella ruddii, которая живет внутри особых клеток насекомого из семейства тли. Этот микроб в три раза меньше, чем карликовый наездник, и содержит всего 159,662 пар ДНК, которые образуют 182 протеин-кодирующих гена. Ее хозяин-тля питается растительными соками, которые богаты сахаром, но не содержат протеинов. Протеины вырабатывают живущие в ней микроскопические бактерии (Carsonella ruddii) , о которых я написал в начале абзаца, и делятся ими с «хозяином». Друг без друга они просто не выжили бы. Вот вам и симбиоз.
Эта маленькая бактерия живет в стабильной среде (внутри клетки), поэтому ей не требуется сложных процессов метаболизма, как более сложным бактериям, живущим «снаружи», на животных, в воде и воздухе. Скорее всего, со временем она встроила свои гены в клетки хозяина, заставив его вырабатывать необходимые вещества, а сама утратила это свойство. В клетках растений и животных есть особые структуры, которые ученые называют органеллы, которые выполняют различные функции, и образованы, как считается, из особых микроскопических бактерий, «вросших» со временем в клетку. К примеру, органеллы, которые занимаются производством энергии, называются митохондрии, и они имеют свою собственную ДНК, оставшуюся в наследство от образовавших их микроорганизмов. Возможно, со временем бактерия Carsonella ruddii также передаст все свои функции клетке-хозяину и превратится в органеллу, став одной из многих в составе клетки...
Источник