Dankzij virussen een celkern?

Share Button

Twee miljard jaar lang was de hoogste levensvorm op aarde een bacterie. Toen gebeurde er iets bijzonders. Er ontstonden organismen met een celkern. Dit leidde er toe dat DNA veel groter en ingewikkelder kon worden, dus ook complexe organismen als dieren en mensen kon beschrijven. Waren virussen hier de oorzaak van?

Zonder celkern geen ontwikkeling
Gedurende meer dan twee miljard jaar was de aarde een uitermate saaie plek voor een bioloog. Leven was er volop, maar dan in de vorm van eindeloos veel bacteriën. In de ondiepe kustwateren groeiden stromatolieten: levende rotsen die bestaan uit bacteriën. Het land was bedekt met een soort slijm, de zee gevuld met blauw-groene algen. Een bacterie kan er niet veel DNA op na houden. Elke keer als deze zich deelt, moet ook het DNA worden gekopieerd. Een bacterie met een groot genoom, veel DNA dus, heeft dus meer energie nodig om zich te delen, een evolutionair nadeel. Ook duurt het delen langer. Bacteriën blijven daardoor altijd simpel, al beschikken ze wel over een eenvoudig inwendig skelet.

Evolutionair zat het leven gevangen in deze paradox, al bestonden (en bestaan er nog steeds) primitieve meercellige organismen bestaande uit bacteriën, de Myxobacteria. Niet voor niets hebben deze slijmbacteriën het grootste DNA van alle bacteriën (10 tot 13 miljoen baseparen): om samenwerking te coördineren is namelijk veel informatie, dus DNA nodig. Bacteriën zitten gewoonlijk rond het miljoen.Myxobacteriën lijken ongeveer het maximum te zijn wat bacteriën aan complexiteit qua onderlinge samenwerking kunnen bereiken.

Het mimivirus heeft meer weg van een zwervende celkern dan van een virus.

Het mimivirus heeft meer weg van een zwervende celkern dan van een virus.

Meercelligheid
Toen gebeurde er iets bijzonders. Er ontstonden eencelligen met een celkern. Plotseling waren veel grotere genoomgroottes mogelijk. Eencellige eukaryoten zitten rond de tien tot honderd miljoen baseparen. De mens wordt beschreven door rond de 3,2 miljard baseparen. Zeer weinig vergeleken met de longvis (130 miljard) of een zeldzaam bloeiend plantje, Paris japonica met 150 miljard baseparen. Het absolute record, 670 miljard, is in het bezit van de amoebe Polychaos dubium (al is dit onzeker – amoebes bevatten vaak meerdere celkernen en symbiotische eencelligen).

Werd het mimivirus de celkern?
Mogelijk hebben hierbij mimivirussen een rol gespeeld. Mimivirussen hebben meer weg van een zwervende celkern dan van een virus. Het genoom van een mimivirus is naar virusbegrippen extreem groot – 1,18 miljoen baseparen. Mimivirussen bevatten ook enzymen die het virus helpen bij het overnemen van de gastheercel en zelfs eigen t-RNA enzymen: een eigen machinerie om zichzelf te kopiëren dus. Veel onderzoekers denken daarom dat het mimivirus misschien ten grondslag lag aan de celkern. Als een bacterie werd overgenomen door een mimivirus-achtig organisme, zou deze misschien in de loop van miljoenen jaren evolutie er in zijn geslaagd om niet de gastheercel op te blazen, maar deze over te nemen en samen te werken. Mogelijk lukte dit ook met andere bacteriën die nu bekend staan als organellen. Er kwam veel meer energie beschikbaar en de schaal werd groter. Daardoor konden deze organismen ook grotere genomen ontwikkelen, wat weer tot nog grotere en ingewikkelder samenwerkingsvormen kon leiden.

Meer informatie
Mimivirus

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

1 reactie

  1. Julie schreef:

    De andere theorie was dat de genoomgroottes ontstonden door samenwerking van nucleïnezuren; eerst werden ketens van nucleïnezuren gevormd, toen een dubbele keten, toen ging de keten zich verbinden met een andere van een verschillend type en vormde een tros. Die werden omhuld (beschermd) door een bimoleculaire laag lipoïden. Regendruppels lieten de lipoïden uiteenvallen, die belletjes in het water vormden. Die belletjes van lipoïden begonnen stabiele chemische stoffen in de oersoep te omsluiten en te beschermen tegen de chaos er omheen. Dit waren de eerste cellen. Zodra de belletjes vol waren (met dubbele ketens van nuleïnezuren en rijen aminozuren die er opkrulden) barsten ze en vormden kleinere belletjes- de eerste vorm van vermenigvuldiging.
    DNA werd tot een patroon waarnaar elk specifiek celeiwit kon worden nagemaakt. Om een eiwit te maken, titst het DNA zich overlangs open en maakt een kopie van een van de helften. Dit ribonucleïnezuur (RNA) gaat er als een boodschapper op uit en doet aminozuren telkens opnieuw samenvoegen tot eiwitten, beschadigde moleculen werden zo ook gerepareerd. Sommige eiwitten gingen als versneller van deze processen werken, terwijl andere ze juist afremden. De primitieve kleine cel kon zich sterk ontwikkelen als er overvloed aan energie was, en kalm aan doen als de voedselvoorraad verminderde; de cel begon op zijn omgeving te reageren: hij kon beginnen te leven.
    Nu vraag ik mij af of die mimivirus misschien een gemuteerde cel is? Als andere mogelijkheid.

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger