Svaki organizam koji danas živi vuče porijeklo od jednog zajedničkog pretka koji je živio prije otprilike četiri milijarde godina. Znanstvenici ovaj organizam nazivaju "posljednjim univerzalnim zajedničkim pretkom" i on predstavlja najraniji oblik života koji se trenutno može ispitati korištenjem utvrđenih evolucijskih metoda.

Istraživanje ovog drevnog pretka pokazuje da su mnoge značajke viđene u modernom životu već bile prisutne u to vrijeme. Stanice su već imale membrane, a genetske informacije bile su pohranjene u DNK. Budući da su te bitne osobine već bile utvrđene, znanstvenici koji žele razumjeti kako se život prvi put oblikovao moraju se osvrnuti još dalje u prošlost, na evolucijske događaje koji su se dogodili prije nego što je ovaj zajednički predak postojao.

PREISPITIVANJE EVOLUCIJE /

Otkrivena nova čudna vrsta dinosaura: 'To otključava veliko poglavlje koje nedostaje'

U studiji objavljenoj u časopisu Cell Genomics, istraživači Aaron Goldman (Oberlin College), Greg Fournier (MIT) i Betül Kaçar (Sveučilište Wisconsin-Madison) opisuju način istraživanja tog ranijeg razdoblja evolucije.

"Iako je posljednji univerzalni zajednički predak najstariji organizam koji možemo proučavati evolucijskim metodama, neki od gena u njegovom genomu bili su mnogo stariji", rekao je Goldman.

Tim se fokusira na posebnu skupinu gena nazvanih "univerzalni paralozi", koji čuvaju dokaze o biološkim promjenama koje su se dogodile prije posljednjeg univerzalnog zajedničkog pretka, piše Science Daily.

Što je paralog?

Paralog je skup srodnih gena koji se pojavljuju više puta unutar jednog genoma. Ljudi su jasan primjer: naš DNK sadrži osam različitih gena za hemoglobin, a svi proizvode proteine koji prenose kisik kroz krv. Ti su geni nastali od jednog pretka (globin gena) prije oko 800 milijuna godina. Tijekom dugih razdoblja, uzastopne pogreške pri kopiranju proizvele su dodatne verzije gena, a svaka je kopija postupno razvila svoju specijaliziranu ulogu. 

Univerzalni paralozi su mnogo rjeđi. Ove genske obitelji pojavljuju se u najmanje dvije kopije u genomima gotovo svih živih organizama. Njihova široko rasprostranjena prisutnost sugerira da se izvorna duplikacija gena dogodila prije pojave posljednjeg univerzalnog zajedničkog pretka. Ti duplicirani geni zatim su se prenosili kroz bezbrojne generacije i ostaju prisutni u životu i danas.

Foto: Shutterstock

Zbog ovog dubokog evolucijskog dosega, autori tvrde da su univerzalni paralozi ključan, ali često zanemaren resurs za proučavanje najranije povijesti života na Zemlji. Ovaj pristup postaje sve praktičniji jer nove tehnike temeljene na umjetnoj inteligenciji i hardver optimiziran za umjetnu inteligenciju olakšavaju detaljnu analizu drevnih genetskih obrazaca.

"Iako postoji dragocjeno malo univerzalnih paraloga koje poznajemo. Oni nam mogu dati mnogo informacija o tome kakav je bio život prije vremena posljednjeg univerzalnog zajedničkog pretka", kaže Goldman.

"Povijest ovih univerzalnih paraloga jedina je informacija koju ćemo ikada imati o tim najranijim staničnim lozama, stoga moramo pažljivo izvući što više znanja iz njih", dodaje Fournier.

Prve biološke funkcije koje su evoluirale

U svojoj analizi, Goldman, Fournier i Kaçar pregledali su sve poznate univerzalne paraloge. Svaki od ovih gena igra ulogu u izgradnji proteina ili premještanju molekula kroz stanične membrane. Ovo otkriće sugerira da su proizvodnja proteina i membranski transport bili među prvim biološkim funkcijama koje su evoluirale.

Istraživači također naglašavaju važnost rekonstrukcije drevnih oblika ovih gena. U jednoj studiji iz Goldmanovog laboratorija u Oberlinu, znanstvenici su ispitali obitelj univerzalnih paraloga uključenih u umetanje enzima i drugih proteina u stanične membrane. Koristeći standardne metode iz evolucijske biologije i računalne biologije, rekonstruirali su protein koji je proizveo izvorni gen predaka.

UZBUDLJIVO OTKRIĆE /

Starenje i bolest mogu potaknuti skriveni stanični proces: 'Pronašli smo dio koji nije ni dotaknut'

Njihovi rezultati pokazali su da se ovaj jednostavniji, drevni protein još uvijek može pričvrstiti na stanične membrane i komunicirati s mehanizmom koji stvara proteine. Vjerojatno je pomogao ranim proteinima da se ugrade u primitivne membrane, pružajući uvid u to kako su prve stanice mogle funkcionirati

Autori se nadaju da će kontinuirani napredak u računalnim alatima omogućiti znanstvenicima da identificiraju dodatne univerzalne paralogne obitelji i detaljnije prouče njihove drevne pretke.

"Praćenjem univerzalnih paraloga možemo povezati najranije korake života na Zemlji s alatima moderne znanosti. Oni nam pružaju priliku da najdublje nepoznanice evolucije i biologije pretvorimo u otkrića koja zapravo možemo testirati", kaže Kaçar čiji je cilj da s kolegama izgradi jasniju sliku evolucije prije posljednjeg univerzalnog zajedničkog pretka, bacajući novo svjetlo na to kako se život kakav poznajemo prvi put pojavio.

NET I VOYO /

Prijavite se na Net.hr s istom e-mail adresom kojom ste pretplaćeni na Voyo i čitajte sadržaje bez oglasa!

POGLEDAJTE GALERIJU

ČUDA EVOLUCIJE /

Ovih 16 organa ljudi imaju, a nisu im potrebni: Evo čemu su služili našim precima

POGLEDAJTE VIDEO: Ugledni ginekolog: 'Prvi put u povijesti imamo cjepivo protiv raka. To je evolucijski uspjeh'