Informatie

A8. Protocellen - Biologie

A8. Protocellen - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Op een gegeven moment moet vroeg genetisch materiaal zijn ingekapseld in vliezige blaasjes. Zouden uit dit mengsel nieuwe eigenschappen voortkomen die een competitief (evolutionair) voordeel zouden kunnen hebben ten opzichte van elke component afzonderlijk, en dus een stap op weg zijn naar de vorming van een "levende" cel? Het antwoord lijkt ja te zijn. Om die stress te verlichten, zouden ze vetzuren uit andere vetzuurblaasjes (of vetzuurmicellen) kunnen krijgen, waardoor hun oppervlakte groter wordt en tegelijkertijd de spanning in het membraan wordt verminderd.

Oliezuurblaasjes werden eerst onder spanning gezet door 1 M sucrose in het blaasje in te kapselen en het vervolgens te verdunnen in hypotone media. Water zou het blaasje binnendringen en opzwellen (maar zonder te barsten en opnieuw af te sluiten, zoals blijkt uit controle-experimenten). Vervolgens bereidden ze gestreste en onbelaste oliezuurblaasjes in de aanwezigheid van twee niet-polaire fluorforen, NBD-PE (excitatie bij 430 nm, emissie bij 530 nm) en Rh-DHPE (emissie bij 586 nm). Deze fluoroforen werden gekozen voor metingen van de energieoverdracht van fluorescentieresonantie. Als de membraanblaasjes van grootte zouden veranderen, zou het FRET-signaal veranderen, gebaseerd op de relatieve concentratie en nabijheid van de dubbele fluoroforen. Als de scheiding tussen probe-moleculen zou toenemen, zou het FRET-signaal afnemen. Omgekeerd, als het blaasje zou slinken, zou het FRET-signaal toenemen.

De resultaten die het effect laten zien van het toevoegen van ongelabelde gezwollen blaasjes aan gelabelde normale blaasjes en gelabelde gezwollen blaasjes aan ongelabelde normale blaasjes worden hieronder getoond. Het oppervlak van normaal gelabelde blaasjes nam af met ongeveer 25% wanneer niet-gelabelde gezwollen blaasjes werden toegevoegd, maar niet wanneer niet-gelabelde normale blaasjes werden toegevoegd. Gelabelde gezwollen blaasjes namen alleen met 25% in grootte toe als ze werden gemengd met niet-gelabelde normale blaasjes, niet met niet-gelabelde gezwollen blaasjes. Vandaar dat gezwollen blaasjes de concurrentie winnen en lipiden "stelen" van normale blaasjes.

Hoe zit het nu met blaasjes gezwollen met ingekapseld RNA? RNA, met zijn bijbehorende lading en geladen tegenionen, legde ook een osmotische spanning op de blaasjes. FRET-labels (de twee fluoroforen) werden in blaasjes zonder RNA geplaatst. Vetzuren werden verwijderd uit isotoon gelabelde blaasjes in aanwezigheid van ongelabelde tRNA gezwollen blaasjes (linker paneel hieronder). Gelabelde blaasjes gezwollen met glycerol namen vetzuren van niet-gezwollen blaasjes (zonder tRNA), maar niet van gezwollen blaasjes met tRNA, omdat beide gezwollen waren, dus er was geen netto drang om zwelling te verminderen door lipidenuitwisseling.

Deze resultaten laten zien dat de blaasjes met ingekapseld RNA een competitief (evolutionair) voordeel hebben ten opzichte van normale blaasjes. Deze gegevens suggereren dat het hebben van een polyanion als de bron van genetisch materiaal in feite voordelig is voor de protocel. Bovendien kan de overgang van moderne membranen naar fosfolipiden met veresterde vetzuren (in plaats van vrije) in feite gestabiliseerde membranen hebben, gezien de verplaatsing van vrije vetzuren naar verschillende membranen.