Náttúrufræðingurinn - 2005, Qupperneq 27

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
• = Fyrir 2700 milljónum ára Heilkjörnungar
Dýr
4. mynd. Ættartré lífvera þar sem rótin er sett á milli raunbaktería og forn-
baktería/heilkjörnunga. Gildari línurnar tákna hitakærar bakteríur.
þriggja eru sundurleitari en fyrr-
nefnd kerfi. Athyglisvert er þó að
DNA-fjölliðarar fornbaktería og
heilkjörnunga eru skyldir en aðal-
fjölliðari raunbaktería er þeim ólík-
ur.12 Sá mikli munur sem er á eftir-
myndunarkerfum veldanna bendir
til þess að eftirmyndun DNA hafi
enn verið í mótun þegar þróunar-
leiðir þeirra skildust. Litninga-
skipulag kann líka að hafa verið í
mótun á þeim tíma. Að líkindum
hafa litningar í upphafi verið stuttir
og ef til vill umritaðir í heild frá enda
til enda.
LÍFSINS TRÉ
Það hefur aldrei farið á milli mála að
veldin þrjú eru greinar af sama
meiði. Samanburður á rRNA-sam-
eindum einum saman nægir hins
vegar ekki til að skera úr um inn-
byrðis afstöðu þeirra á tré lífsins og
gefa trénu rótartengsl. Til þess að
ræta tréð varð að grípa til annarra
ráða. Mönnum tókst það með því að
notfæra sér skyld prótín sem kóðuð
eru af genum sem augljóslega hafa
tvöfaldast áður en þróunarbrautir
veldanna þriggja aðgreindust. Bæði
genin sem fram komu við tvöföld-
unina finnast enn í öllum veldunum
þremur. Samanburður og skyld-
leikagreining á slíkum prótínum
nær því í tíma fram fyrir síðasta
sameiginlega forföður allra lífvera,
síðasta allraáann.13,14 Tré sem þannig
er rætt sést á 4. mynd. Rótin liggur á
milli raunbaktería arrnars vegar og
fornbaktería / heilkjörnunga hins
vegar. Tréð styður þannig þær
vísbendingar um skyldleika sem
fengist hafa með samanburði á um-
ritunar-, prótínmyndunar- og eftir-
myndunarkerfum veldanna sem
áður voru nefnd. Reyndar notfærðu
menn sér m.a. ákveðin prótín sjálfs
prótínmyndunarkerfisins við ræt-
ingu trésins. Þetta tré gæti bent til
þess að dreifkjarnaskipulagið sé hið
upprunalega og að heilkjarna-
fruman sé því af dreifkjörnungi
komin. Hins vegar ber að hafa í huga
að erfitt er að segja til um á hvaða
stigi ýmis einkenni frumuskipulags
voru þegar þróunarleiðir skildi.
Hvert var t.d. skipulag litninga eða
frumuhimnu?
Ekki eru allir sannfærðir um þessa
rætingu líftrésins. Færð hafa verið
rök íyrir því að fyrstu skilin hafi verið
þegar frumheilkjömtmgar greindust
frá fmmdreifkjömrmgum (5. mynd).
Annars vegar var þetta niðurstaða
ættfærslu skyldra prótína með nýjum
aðferðum,15 hins vegar er því haldið
fram að grundvallarskipulag heil-
kjamafmmu sé að líkindum eldra en
dreifkjamaskipulagið og heilkjörn-
ungar geti tæpast verið komnir af
dreifkjamafmmu.15,16 Litningar hafi í
upphafi verið margir og línulegir, líkt
og er í heilkjamafmmum, og hring-
laga litningar dreifkjömunga trúlega
síðari tíma uppfinnirrg. Einnig er bent
á að RNA-sameindir gegna fleiri
lilutverkum í heilkjömungum en í
dreifkjömungum, t.d. við splæsingu
RNA-sameinda og við frágang á
litningaendum.16 Heilkjömungar hafi
varðveitt þessi RNA-störf frá fomri
tíð en dreifkjömungar lagt þau fyrir
róða.15,16 í þessum tilgátum er gert ráð
fyrir að hvatberar og grænukom í
umfiymi heilkjömunga hafi komið til
sögunnar á síðari stigum frumu-
þróunar.
HEILKJÖRNUNGAR FORNBAKTERÍUR RAUNBAKTERÍUR
5. mynd. Ættartré lífvera þar sem rótin er sett milli heilkjörnunga og raunbakt-
ería/fornbaktería. Hér er gert ráð fyrir að allar þróunarbrautirnar hafi farið í gegnum
stig þar sem skipulag erfðaefnis og efnaferla einfaldaðist (blár litur) eða varð flóknara
(rauður litur).15
97