Forskere løser gåden om cellernes kraftværk

For første gang er det lykkedes at kopiere et af evolutionens største tigerspring: Udviklingen af mitokondrier, som giver vores celler energi.

Shutterstock

Amerikanske forskere har kopieret et vigtigt spring i evolutionshistorien – dannelsen af cellernes indre kraftværker kaldet mitokondrier.

Kraftværkerne befinder sig uden for cellekernen, er omsluttet af en membran og indeholder deres eget dna, så de ligner små, selvstændige organismer – hvilket de formentlig også var engang.

Samarbejde skabte nye livsformer

Biologerne har en teori om, at mitokondriernes forgængere var bakterier, som blev indfanget af andre celler for omkring 1,5 mia. år siden, da der kun fandtes encellet liv på Jorden.

De to mikroorganismer smeltede sammen og begyndte et samarbejde, som skulle få enorm betydning for evolutionens videre forløb. Samarbejdet førte nemlig til de såkaldte eukaryote celler, som alle flercellede livsformer er bygget op af.

Forskerne fik indsprøjtede colibakterier til at fungere som mitokondrier i gærceller i over 40 generationer. Pilen peger på colibakterier (lilla) i en gærcelle.

© Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Forskere fra Scripps Research Institute i Californien, USA, har nu efterlignet processen ved at sætte colibakterier ind i gærceller og manipulere en række af begge parters gener, så de blev afhængige af hinanden.

Gærcellerne blev sat ud af stand til selv at producere energimolekylet ATP, så de havde brug for bakteriernes energiforsyning, mens bakterierne blev sat ud af stand til at producere B-vitamin og nu var afhængige af at få vitaminerne leveret fra deres værtscelle.

Sådan skabte forskerne energi i cellerne:

1. Bakterie bliver berøvet B-vitamin

En colibakterie (rød) genmodificeres til ikke at kunne producere B-vitamin og får tilført beskyttende proteiner i cellemembranen.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

2. Gærcelle mangler energi

En gærcelle (stor blå) manipuleres, så dens mitokondrier (lille blå med kryds henover) sættes ud af drift. Cellen kan derfor ikke producere den nødvendige energi.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

3. Fjender bliver venner

Forskerne sætter colibakterien ind i gærcellen. Normalt ville cellen nedbryde bakterien, men bakteriens beskyttende proteiner forhindrer den i at blive ædt.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

4. Bakterie forsyner gærcelle med energi

Colibakterien og gærcellen indgår et samarbejde, hvor gærcellen får energi fra bakterien i form af ATP-molekyler (små røde kugler).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

5. Gærcelle forsyner bakterie med vitaminer

Gærcellen og colibakteriens samarbejde betyder også, at bakterien får de B-vitaminer, den ikke selv kan danne (små blå kugler).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

6. Symbiosen går i arv

Bakterie og celle kan ikke undvære hinanden og fungerer nu som én organisme. Symbiosen mellem dem gives videre, når cellen deler sig og skaber nye generationer.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Vores celler var svækkede bakterier

Eksperimentet lykkedes, og organismerne indgik nu i den symbiose, som fungerer i vores celler i dag. Samarbejdet i cellen blev videregivet til de næste 40 generationer, når cellerne delte sig.

Eksperimentet beviser, at forløberen for vores egne celler kan være svækkede bakterier og primitive celler, som fandt ind i et gensidigt samarbejde for 1,5 milliarder år siden.

Læs også:

Kroppen

Derfor får du gråt hår

0 minutter
Kroppen

Hvorfor farver koldbrand vævet sort?

1 minut
suarez bite
Kroppen

Mennesket bider som en gorilla

0 minutter
Mest populære

Log ind

Fejl: Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!