Вы думаете, что клеточная биология больше не может нас удивлять? Профессор Аллан Албиг о 'Университет Бойсе есть что вам сказать. Органеллы, те крошечные отсеки, которые населяют наши клетки. клетки, раскрывают неожиданные тайны. Подобно каплям, плавно движущимся в одной из тех ламп 70-х годов (вы их помните), некоторые из них движутся, сливаются и разделяются, не имея вокруг себя мембран. Открытие, которое не только бросает вызов нашим знаниям, но и открывает новые взгляды на само происхождение жизни. Я постараюсь объясниться лучше.
Органеллы, бросающие вызов традициям
Помните школьные уроки биологии? Органеллы описывали как маленькие органы внутри клетки, каждый со своей конкретной задачей и своей защитной мембраной. ТО митохондрии производить энергию, я лизосомы они перерабатывают отходы, ядро он содержит ДНК и так далее. Это была более или менее стандартная, казалось бы, неизменная модель.
Но наука полна сюрпризов. К середина 2000-х, исследователи сделали экстраординарное открытие: некоторые органеллы прекрасно функционируют без мембраны. Открытие, которое потрясло основы клеточной биологии. Эти «бунтующие» органеллы они ведут себя совершенно иначе, чем мы ожидали. Мы называем их биомолекулярные конденсатыи радикально меняют наше понимание того, как клетки.
Жидкий танец в сердце клетки
Если бы мы могли наблюдать эти биомолекулярные конденсаты под микроскопом, мы увидели бы захватывающее зрелище. Они ведут себя как пузырьки в жидкости: сливаются, разделяются и непрерывно реформируются. Они состоят не из воска, а из белков и молекул РНК, которые предпочитают взаимодействовать друг с другом, а не с окружающей средой.
Как это появилось В 2022, исследователи
определили около 30 видов этих безмембранных конденсатов: они превышают количество традиционных органелл, которое ограничивается примерно дюжиной.
Другими словами, «истинная» стандартная модель состоит скорее из «смешанных» ячеек, чем из «регламентированных» ячеек. Интересно отметить, что эти органеллы выполняют очень разные функции. Некоторые участвуют в обучении клетки репродуктивные, другие - в производстве белков. Но для многих других точная роль до сих пор остается загадкой, которую предстоит раскрыть.
Белки, нарушающие правила
Один из самых удивительных аспектов этого открытия касается того, каким образом эти органеллы бросают вызов нашим знаниям о структуре белков. С 1950 года, когда учёные они впервые наблюдали структура миоглобинаВсегда считалось, что форма белка определяет его функцию. Но белки, образующие биомолекулярные конденсаты, этому правилу не подчиняются. Они содержат «неупорядоченные» участки без определенной формы. Когда их обнаружили в начале 80-х годовЭти внутренне неупорядоченные белки (IDP) озадачили исследователей. Их существование и роль в образовании биомолекулярных конденсатов заставляют нас переосмыслить некоторые фундаментальные принципы клеточной биологии.
Новый взгляд на бактерии
Открытие этих органелл также произвело революцию в нашем понимании клетки бактериальный. Традиционно бактерии считались очень простыми организмами, лишенными органелл. Теперь мы знаем, что это не так.
Хотя только 6% бактериальных белков имеют неупорядоченные области по сравнению с 30-40% белков эукариотических клеток, исследователи идентифицировали несколько биомолекулярных конденсатов у бактерий. Это открытие показывает нам, что даже самые простые организмы
они имеют более высокий уровень сложности, чем мы предполагали.
Происхождение жизни в новом свете
Возможно, самая захватывающая перспектива, открывшаяся этим открытием, касается возникновение жизни на Земле. До сих пор ученые всегда считали, что ранние формы жизни должны были быть заключены в липидные мембраны. Но для формирования этих мембран требовались материалы, которых, вероятно, не было на ранней Земле.
Открытие того, что РНК может самопроизвольно образовывать биомолекулярные конденсаты открывает совершенно новые сценарии. Возможно, первым живым молекулам не требовались мембраны, чтобы организоваться в прото-клетки.
«Беспроводные» органеллы: на пути к новым методам лечения нейродегенеративных заболеваний
Значение этих результатов выходит далеко за рамки фундаментальной биологии. Исследователи уже разрабатывают новые методы лечения основанный на манипулировании биомолекулярными конденсатами для лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и БАС. Испытываются лекарства, которые могут стимулировать или растворять эти конденсаты. Пока еще рано говорить о том, будут ли эти подходы успешными, но перспективы многообещающие.
Путь еще долгий, но одно можно сказать наверняка: безмембранные органеллы показывают нам, что клетки им еще предстоит раскрыть много секретов. И, возможно, вскоре школьные учебники по биологии придется переписать, чтобы включить этих увлекательных игроков в микроскопический мир.
1 комментарий к статье «Органеллы, новые открытия переписывают клеточную биологию»
Комментарии закрыты.