Kényszerű megoldásként alakult ki a sejtmag

A közelmúltban új elmélet látott napvilágot a sejtmag eredetéről. Eszerint a genetikai állományt védő sejtalkotó megjelenése kényszerű megoldás volt az ősi sejtek világában bekövetkezett problémára.

A kutatók az intronok evolúciós fontosságát a mitokondriális elterjedés fényében vizsgálva azt próbálták alátámasztani, hogy az intronoknak az örökítőanyagban történő megjelenése eleinte - mint a mutációk kialakulásának kockázatát növelő tényező - szelekciós nyomásként nehezedett a sejt genetikai állományára. Az ötlet tulajdonképpen a Cavalier-Smith¹⁴ párostól ered, akik felvetették: nem lehet kizárni annak a lehetőségét, hogy olyan, "nem kész" RNS-ek is belekerülhettek az őseukarióta sejt fehérjeszintetizáló apparátusába, amelyek még intronokat tartalmaztak, azaz nem estek át splicingon. Ez természetesen csak hibás fehérjét eredményezhetett, ami - például egy létfontosságú enzimet érintve - minimálisra csökkenthette a sejt túlélésének esélyét. Ily módon indokolttá válhatott egy olyan folyamat megindulása, ami elvezethetett a valódi eukarióta sejtmag kialakulásához. A sejtmag legfőbb funkciója ugyanis, hogy fizikailag választja szét az RNS-képzést (sejtmagban) a fehérjeszintézistől (sejtmagon kívül), így lehetővé teszi, hogy szigorúan a splicingon átesett, úgynevezett érett mRNS-ekkel mehessen végbe fehérjeképzés.

Továbbszőve ezt a fonalat, a kutatók megtervezték az eukarióta közös ős egy lehetséges újabb modelljét. Kiindulási alapul - sok korábbi modellel ellentétben^14,30,32 - egy prokarióta, pontosabban egy archeabaktérium sejtet választottak, ami a legtöbb ismert sejtszervecskének - közöttük a sejtmagnak is - híján volt. A mitokondrium ősének ők is elfogadták az alfa-proteobaktériumokat^20,23,34-36; a modell összeegyeztethető valamennyi, a mitokondrium kialakulásával kapcsolatos hipotézissel, amelyek általában szintén prokarióta sejtet tulajdonítanak eme alapvető fontosságú sejtszervecske "meghódítójának"^35,36.

A szimbiózis létrejötte valószínűleg mindkét fent említett ősi sejttípus életében óriási változást jelenthetett, hiszen a bekebelezést követően mind az alfa-proteobaktérium, mind pedig az adott archea az életben maradásért küzdött. Ez jelentős zűrzavarokat okozhatott az együttélésre ítélt sejtek életvitelében, amit csak azok az utódsejtek élhettek túl, amelyek a leginkább képesek voltak alkalmazkodni ehhez az "újszerű felálláshoz". Így feltételezhetően elindult egy úgynevezett géntranszfer a mitokondrium őséből a gazdasejtbe, azaz annak bizonyos génjei bekerültek az archea örökítőanyag-készletébe, lehetővé téve a korábban említett, feltételezett "intron-inváziót".

A gazdasejtnek azonban erre úgy kellett reagálnia, hogy a szükségszerűvé váló együttélést a saját javára fordítsa. Ehhez, amennyire csak lehetséges volt, kontroll alá kellett vonnia a bekerülő organizmust, és összehangolnia anyagcsere-folyamataikat, osztódási ciklusukat³⁷. Előfordulhatott azonban, hogy a gazda nem tudott lépést tartani az alfa-proteobaktérium rohamával, s belehalt a támadásba. Ilyenkor az kiszabadulhatott "archea-börtönéből", s szabadon tovább élhetett. Ennek fordítottja is elképzelhető, amikor az "ősmitokondrium" pályafutása ért szomorú véget, csakhogy az archea ezt kihasználhatta: a bakteriális DNS ugyanis a gazdasejt belsejében maradhatott, ami szintén lehetőséget nyújthatott az intronok "betörésére".