Oamenii de știință au descoperit gene care existau și înainte de apariția vieții pe Pământ

Povestea vieții s-ar putea întinde mult mai departe în trecut decât se credea. Mai exact, cercetătorii au descoperit că unele gene găsite în aproape orice organism de astăzi erau deja duplicate înainte ca întreaga viață să împartă un strămoș comun.

Oamenii de știință se referă la acesta drept LUCA, reprezentând cea mai timpurie formă de viață care poate fi examinată în prezent folosind metodele evolutive consacrate.

• Sunt răsăriturile și apusurile mai spectaculoase iarna?
• 90% dintre pierderile de vedere pot fi prevenite. Ce depinde de noi și ce ține de…

Cercetările asupra acestui strămoș antic arată că multe caracteristici observate în viața modernă erau deja prezente la acea vreme. Celulele aveau deja membrane, iar informația genetică era stocată în ADN.

Deoarece aceste trăsături esențiale erau deja stabilite, oamenii de știință care încearcă să înțeleagă cum s-a format viața trebuie să privească și mai departe în timp, la evenimente evolutive care au avut loc înainte ca acest strămoș comun să existe.

Într-un studiu publicat în jurnalul Cell Genomics, cercetătorii Aaron Goldman (Oberlin College), Greg Fournier (MIT) și Betül Kaçar (Universitatea Wisconsin-Madison) descriu o modalitate de a explora acea perioadă timpurie a evoluției, scrie Sciencedaily.

„Deși ultimul strămoș universal comun este cel mai vechi organism pe care îl putem studia cu metode evolutive”, a declarat Goldman, „unele dintre genele din genomul său erau mult mai vechi.” Echipa se concentrează pe un grup special de gene numite „paralogi universali”, care păstrează dovezi ale schimbărilor biologice petrecute înainte de LUCA.

Indicii despre primele funcții celulare

Un paralog este un grup de gene înrudite care apar de mai multe ori în cadrul aceluiași genom. Oamenii oferă un exemplu clar: ADN-ul nostru conține opt gene diferite de hemoglobină, toate producând proteine care transportă oxigenul în sânge. Toate aceste gene au provenit dintr-o singură genă ancestrală de globină care a existat acum aproximativ 800 de milioane de ani.

Pe parcursul unor perioade lungi de timp, erori de copiere repetate au produs versiuni suplimentare ale genei, iar fiecare copie și-a dezvoltat treptat propriul rol specializat.

Paralogii universali sunt mult mai rari. Aceste familii de gene apar în cel puțin două copii în genomurile aproape tuturor organismelor vii. Prezența lor pe scară largă sugerează că duplicarea originală a genei a avut loc înainte ca ultimul strămoș universal comun să apară. Acele gene duplicate au fost apoi transmise de-a lungul a nenumărate generații și rămân prezente în viața de astăzi.

Din cauza acestei vechimi evolutive profunde, autorii susțin că paralogii universali sunt o resursă critică, dar adesea trecută cu vederea, pentru studierea istoriei timpurii a vieții pe Pământ.

Cea mai timpurie formă de viață

Această abordare devine tot mai practică pe măsură ce noile tehnici bazate pe AI facilitează analizarea în detaliu a tiparelor genetice antice.

În analiza lor, cercetătorii au revizuit toți paralogii universali cunoscuți. Fiecare dintre aceste gene joacă un rol fie în construirea proteinelor, fie în mișcarea moleculelor prin membranele celulare. Această descoperire sugerează că producția de proteine și transportul prin membrană au fost printre primele funcții biologice care au evoluat.

Cercetătorii subliniază, de asemenea, importanța reconstruirii formelor antice ale acestor gene. Într-un studiu, aceștia au reconstruit proteina produsă de gena ancestrală originală.

Rezultatele au arătat că această proteină antică, mai simplă, se putea atașa de membranele celulare și putea interacționa cu „mașinăria” care fabrică proteinele, oferind o privire asupra modului în care funcționau primele celule.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință s-au înșelat cu privire la rolul genelor în longevitatea noastră

Oamenii de știință ar fi descoperit o formă de viață necunoscută

Contracepția ar putea prelungi viața unor mamifere, arată un nou studiu

Unde a început viața: pe Pământ sau pe Marte?