metabolick symbi za na po tku eukaryot n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT PowerPoint Presentation
Download Presentation
METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 35

METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT - PowerPoint PPT Presentation


  • 170 Views
  • Uploaded on

METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT. Purificación López-García and David Moreira Zuzana Kauerová 2005/2006. OBSAH. První teorie endosymbiózy 2.1 Vývoj teorií 3.1 Archebakterie 3.2 Eubakterie 3.3 Proteobakterie 2.2 Převratný rok 1998. 3.1 Vodíková hypotéza

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT' - dea


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
metabolick symbi za na po tku eukaryot

METABOLICKÁ SYMBIÓZA NA POČÁTKU EUKARYOT

Purificación López-García and David Moreira

Zuzana Kauerová

2005/2006

obsah
OBSAH
  • První teorie endosymbiózy

2.1 Vývoj teorií

3.1 Archebakterie

3.2 Eubakterie

3.3 Proteobakterie

2.2 Převratný rok 1998

3.1 Vodíková hypotéza

3.2 Hypotéza syntropie

3.3 Společné znaky hypotéz

3.4 Základní rozdíly mezi hypotézami

4. Původ mitochondrií

5. Srhnutí

1 prvn teorie endosymbi zy
1. První teorie endosymbiózy
  • Mitochondrie objeveny na poč. 19. století
  • Až v 60. letech 20. století nalezena podobnost mitochondrií a chloroplastů s bakteriemi =>LYNN MARGULISOVÁ
slide4
V únoru roku 1996 Lynn Margulisová publikovala v periodiku PNAS teorii předpokládající, že eukaryota byla formována již zmíněnou endosymbiózou mezi prokaryoty
  • “Eukaryontní buňka vznikla splynutím buňky bakteriální a archeální. Z archeona vzniklo jádro, které si zachovalo ‚archeální‘ znaky zacházení s genetickou informací, zatímco geny bakterie se do tohoto jádra přestěhovaly a postupně ovládly celý prostor metabolismu. Blíže nespecifikovaným způsobem tento hybrid získal cytoskelet....” Citace z [II-6, str. 208].
slide5
Teorie
  • Mitochondrie původem aerobní bakterie, samy si vytvářející energii pro vlastní metabolizmus
  • Chloroplasty původem cyanobakterie, běžně se dříve vyskytující v oceánech a čistých vodách, které zachytávaly sluneční záření a získanou energii využívaly pro zisk organického materiálu z oxidu uhličitého
  • Symbiózou s předchůdci eukaryot => součástí buněk
  • Důkazem – zcela odlišný genetický materiál
slide7
Lynn Margulisová se řadí mezi současné nejlepší americké mikrobiology. Zabývá se především symbiózami mikroorganismů a dědičností organel.
  • Lynn nyní pokračuje ve formulování sériové endosymbiotické teorie. Snaží se dokázat, že původ buněčných organel je v dlouhodobé dědičné symbióze, která předcházela endosymbióze.
  • Po vysvětlení původu plastidů a mitochondrií se věnuje ověření, zda řasinky a eukaryontní bičíky vznikly symbiózou spirochet s Archaebacteriemi podobnými recentní Thermoplasmě.
2 1 v voj teori
2.1 Vývoj teorií
  • Třicet let po přednesení teorie L. Margulisové formulovány dvě nové hypotézy z ní vycházející
  • Společné znaky:
  • Vznik eukaryot metabolickou symbiózou (tzv. syntropií) mezi eubakteriemi a metanovými Archebakteriemi
  • Symbióza zprostředkována mezidruhovým přenosem vodíku
  • Mitochondrie na počátku anaerobní
3 1 archebakterie archea
3.1 Archebakterie (Archea)
  • Evoluční větev prokaryot
  • Výskyt v podmínkách podobných dřívějšímu prostředí na zemi
  • Na rozdíl od eubakterií nemají v buněčné stěně peptidoglykan
slide12
Metanové bakterie – žijí v močálech bohatých na tlející organické látky, produkují metan
  • Halofilní bakterie – žijí v silně koncentrovaných sladkých vodách
  • Termoacidofilní bakterie – žijí v horkých pramenech, v blízkosti podmořských vulkanických výlevů a v silně kyselých roztocích (pH 2)
  • Archebakterie vývojově bližší eukarotům než eubakterie
3 2 eubakterie
3.2 Eubakterie
  • Větev evoluce prokaryot
  • Zahrnují Gram-pozitivníbakterie, sinice a prochlorofyta
  • V buněčné stěně mají peptidoglykan
3 3 proteobakterie
3.3 Proteobakterie
  • Největší skupina kmene bakterií
  • Všechny gram-negativní
  • Vnější membrána složena především z lipopolysacharidů
  • Široká škála metabolizmů:
  • Fakultativně anaerobní
  • Heterotrofní
  • Fotosyntetizující (tzv. purpurové bakterie)
slide17
a-i b-proteobakterie = chemoautotrofní a chemoheterotrofní, b se nacházejí v půdě a vodě a některé jsou patogenní
  • g -proteobakterie - zahrnují čeledě Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Legionellas, Vibrionales, Pasterurellas
  • d –proteobakterie – zahrnují čeledě Myxococcus,Bdellovibrioa Desulfovibrio
slide18
e-proteobakterie – Camylobacter, Helicobacter
  • Purpurové a zelené fotosyntetizující bakterie – využívají světelné energie a oxidu uhlišitého jako zdroje organického uhlíku, neprodukují kyslík (anoxygenní)
2 2 p evratn rok 1998
2.2 Převratný rok 1998
  • 30 let po uvedení teorie endosymbiózy Lynn Margulisové – Martin& Müller a David García uveřejnili nezávisle na sobě dvě nové teorie symbiózy
  • Vodíková hypotéza
  • Hypotéza syntropie
3 1 vod kov hypot za martin m ller
3.1 Vodíková hypotéza(Martin & Müller)
  • Nejnovější teorie W. Martina a M. Müllera poprvé publikována v březnu roku 1998 v časopise Nature
  • Vychází převážněz výzkumu metabolických drah
  • eukaryota vznikla syntropií mezi fermentativními -proteobakteriemi, které vyráběly vodík a oxid uhličitý jako vedlejší produkty, a striktně anaerobními autotrofními metanovými archebakteriemi, které byly závislé na vodíku
slide22
Fáze vývoje:
  • Archea a a-proteobakterie žily v prostředí bohatém na CO2 a vodík (vulkanického původu). Bakterie se živily organickými látkami z prostředí. Energii získávaly fermentací za produkce vodíku, CO2 a dalších organických látek, nebo dýcháním za produkce H2O a CO2. Archeoni oxidovali vodík přítomný v prostředí.
  • Byl-li nedostatek vodíku, pro archeona bylo výhodné žít v blízkosti bakterie produkující vodík.
slide23
3. Postupně se zvětšovala plocha kontaktu mezi archeonem a bakterií, což minimalizovalo ztráty vodíku. Bakterie postupně ztrácela kontakt s okolím a nemohla přijímat organické látky. Protože archeon byl autotrofem, neměl vyvinuty dráhy na příjem organických látek.

4. Bakteriální geny kódující membránové přenašeče a některé metabolické dráhy (například glykolýza) byly přesunuty z bakterie do archeona. Archeon pak ztratil zbytečné biochemické dráhy a přestal být závislý na vodíku a metanogenezi.

slide24
5. Symbióza se dále vyvíjela dvěma směry:
  • V anaerobním prostředí bohatém na cukry endosymbiont ztratil schopnost dýchat. Hostitel, tedy arecheon, mohl získávat energii sám fermentací a symbiont mu pouze “přilepšoval”. Stále se produkoval vodík, který se stal pouze odpadem. Vznikl prototyp eukaryontní buňky obsahující hydrogenozom.
  • V prostředí se objevil kyslík, který bylo možno využít jako finální akceptor elektronů. Význam dýchání neustále vzrůstal. Endosymbiont se změnil na mitochondrii, přestal produkovat vodík a získal schopnost exportovat ATP do celé buňky.
slide25
Konečný organizmus ve svém evolučním procesu =irreverzibilní heterotrof, který obsahuje předchůdce mitochondrií a ztratil svou závislost na vodíku
  • Mnoho organizmů v průběhu evoluce přijalo efektivnější oxidační respiraci=>vyvinuly se aerobní mitochondrie
  • Původy eukaryot a mitochondrií společné, ale anaerobní mitochondrie existovaly dříve
3 2 hypot za syntropie david garc a
3.2 Hypotéza syntropie(David García)
  • Stejný základ – metabolická syntropie, vodíkový transfer
  • Rozdíl: symbióza -proteobakterií (původní sulfát-redukující myxobacteria) a metanových archebakterií
  • Metanogen konzumoval vodík a oxid uhličitý uvolňovaný při fermentaci sulfátovými reducenty
  • Sulfátový reducent tím také získával: mohl zrychlit své metabolické dráhy, protože měl nyní hotový zdroj vodíku
slide27
Argumenty:
  • Metanovéarchebakterie mají:
  • stejné lipidy a syntetické cesty lipidů jako eukaryota
  • enzymy interagující s DNA (tzv. topoizomerasy) podobné těm eukaryotním
  • pravé histony a nukleozomy apodobnou dynamiku
3 3 spole n znaky hypot z
3.3 Společné znaky hypotéz
  • Obě hypotézy:
  • Vyvíjejí vodík a syntropii
  • Mají jako hlavního symbiotického partnera (hostitele) metanové archebakterie
3 4 z kladn rozd ly mezi hypot zami
3.4 Základní rozdíly mezi hypotézami

Kritický rozdíl – symbiotických počet partnerů :

  • Vodíková hypotéza - -proteobakterie iniciátory symbiózy, později se staly mitochondriemi
  • Hypotéza syntropie – prvními symbionty d-proteobakterie (reducenti sulfátů, produkce vodíku), později či v stejné chvíli druhými symbionty metanotrofní -proteobakterie = progenitory michondrií
4 p vod mitochondri
4. Původ mitochondrií
  • Předchůdcemitochondrií anaerobní
  • Pravděpodobnými předchůdci mitochondrií = deriváty předkůRickettsie
  • díky jejich adaptaci na intracelulární prostředí zrychlily endosymbiotické organely a cytoplazmatičtí paraziti svůj evoluční postup
5 shrnut
5. Shrnutí
  • Hypotéza vodíková (Martin & Müller) a hypotéza syntropie (D. García)
  • Společné znaky:
  • Vodíkový transfer
  • Metabolická syntropie
slide34
Vodíková hypotéza – eukaryota vzniklasyntropií mezi fermentativními -proteobakteriemi, které vyráběly vodík a oxid uhličitý jako vedlejší produkty, a metanovými archebakteriemi, které byly závislé na vodíku
  • Hypotéza syntropie - symbióza -proteobakterií (původní sulfát-redukující myxobacteria) a metanových archebakterií
slide35

Děkuji Vám za pozornost

http://conet.cz/venilie