Биологи Иэн Джонстон (Iain Johnston) из университета Бирмингема и Бен Уильямс (Ben Williams) из Кембриджского университета выяснили, как митохондриям — органеллам и «энергетическим станциям» живых клеток — удалось на протяжении сотен миллионов лет эволюции сохранить собственную ДНК. Результаты их исследования, подробно изложенные в журнале Cell Systems, кратко пересказывает сайт журнала Science.

МитохондрияЧтобы исследовать, почему и зачем в митохондриях сохранились остатки их ДНК, Джонстон и Уильмс проанализировали 2000 митохондриальных геномов самых разных существ, включая простейших одноклеточных, животных, растения и грибы. На основании этого анализа они реконструировали пути, по которым в разных ветвях эволюционного древа живых организмов развивалась митохондриальная ДНК.

Выяснилось, что в ней в основном сохранялись гены, кодирующие синтез особых белков, вокруг которых в митохондрии формируются белковые комплексы. Именно они играют ключевую роль в процессе передачи электронов через мембрану митохондрии, благодаря которому эти органеллы и способны вырабатывать энергию. «То, что эти гены остаются непосредственно в митохондрии, дает клетке возможность индивидуально контролировать ее работу», — объяснил Джонстон.

Ну а кодирование других белков, не столь важных для выполнения функции митохондрии, можно и «отдать на аутсорс» — в ДНК клеточного ядра.

Ученые уже достаточно давно пришли к выводу, что митохондрии когда-то были самостоятельными одноклеточными живыми существами. Потом наши столь же одноклеточные предки проглотили их, но, вместо того, чтобы переварить, поставили себе на службу, «заставив» вырабатывать энергию. Таким образом, остатки собственной ДНК — это своеобразный «рудимент» былой «свободы».

Большинство митохондриальных генов в процессе эволюции исчезли, или мигрировали в геном ядра клетки. Сейчас, например, в человеческих митохондриях всего 37 генов, а в ядре наших клеток, для сравнения — свыше 20 000. Но почему это небольшое количество генов все же сохранилось в митохондриях? Этот вопрос имеет отнюдь не только теоретическое значение: мутации в митохондриальной ДНК приводят к опасным наследственным заболеваниям.

Источник: Научная Россия