Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

LUCA en virussen

We zijn gewend te denken aan een boom van leven waarin er bij de stam ‘lage’ organismen voorkomen en bovenaan ‘hogere’ organismen. Zo maken velen nog de fout te beweren dat wij van de aap afstammen, terwijl wij afstammen van een gemeenschappelijke voorouder met de aap. De aap is dus net zo ‘ver’ geëvolueerd als wij mensen. Dit geldt ook voor onze afstamming van de eerste ééncellige. Vaak wordt er gedacht dat alle levende organismen afstammen van een bacterie zoals we die nu kennen. Nu is er een groep Franse wetenschappers die al sinds enige jaren hypothesen formuleert over de wortel van de boom van het leven. Onze laatste gemeenschappelijke voorouder (LUCA; last universal common ancestor) zou niet een bacterie zijn, maar een protoeukaryote. Deze hypothetische cel bevatte een kern met RNA.

 

De hoofddomeinen van het leven bestaan uit prokaryoten (bacteriën en Archaea) en eukaryoten. De prokaryoten (= ‘vóór’ de celkern) hebben (nog) geen nucleus terwijl de eukaryoten (=’echte’ celkern) deze wel bezitten. Eukaryoten vormen alle ééncellige en meercellige organismen waarvan de cel een nucleus bevat, dat wil zeggen alle organismen die geen bacteriën of Archaea zijn. De term prokaryoten is volgens de auteurs gedateerd omdat de term prokaryoten suggereert dat deze laatste organismen vóór de eukaryoten leefden.

 

De drie virussen, drie domeinen theorie. Gestippelde

lijnen geven RNA cellijnen aan en vette lijnen geven

DNA cellijnen aan. FvA, FvB en FvE zijn de grondlegger

virussen voor Archaea, Bacteriën en Eukarya resp.

Uit artikel van Patrick Forterre (zie onderaan).

De hypothetische LUCA is volgens de auteurs een cel met een nucleus die in plaats van DNA zoals in alle tegenwoordige eukaryoten een kern met RNA bevatte. Deze hypothese is gebaseerd op de theorie van de RNA-wereld. Van deze protoeukaryoten stammen de eukaryoten en de prokaryoten af. De prokaryoten zouden de eigenschap van de celkern verloren hebben terwijl de eucaryoten deze behouden hebben. Het eerste leven wordt voorgesteld als een gemengde gemeenschap van allerlei verschillende protoeucaryoten die met minichromosen van RNA een nog onduidelijke verhouding hadden tussen fenotype en genotype.

 

Het RNA zou in deze eerste organismen omgezet zijn in DNA door virussen. Virussen, die in de RNA-wereld ook uit RNA bestonden en deze ‘jonge’ cellen infecteerden, vormden DNA omdat dit beter bestand was tegen de verdedigingsmechanismen van de cel. Deze hypothese wordt versterkt doordat vele virussen ook vandaag nog genen voor enzymen bevatten die van belang zijn voor de synthese van precursoren van het DNA. Een dergelijk DNA-virus zou zijn litische vermogen kunnen verliezen en permanent in de cel aanwezig kunnen blijven als lineair of circulair chromosomaal element (plasmiden). Via retrotranscriptie zou het cellulaire RNA deel hebben kunnen gaan uitmaken van het groeiende plasmide. Dit DNA zou stabieler zijn en het zou voor de cel een selectief voordeel betekenen al zijn RNA om te zetten in DNA.

 

Omdat Eukaryoten, Archaea en bacteriën alle drie verschillende ribosomen hebben wordt er voorgesteld dat ze afstammen van protoeucaryoten die ooit door drie verschillende virussen geïnfecteerd werden. Het gaat hier duidelijk om theorieën die goed kunnen verklaren hoe er drie zulke verschillende domeinen van de boom van het leven konden ontstaan uit één gemeenschappelijke voorouder. Tot nu toe was men daar nog niet in geslaagd.

 

Uit:

 

Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain

Patrick Forterre

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1450140/

 
The Last Universal Common Ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner
Nicolas Glansdorff, Ying Xu and Bernard Labedan
http://www.biology-direct.com/content/3/1/29#B11


23 Reacties op “LUCA en virussen

  1. antoinette duijsters november 28, 2010 om 19:28

    Zeer interessant weer, mag ik blog kopiëren?

  2. pierra november 28, 2010 om 19:30

    @Antoinette, leuk dat je het zo interesseert. De artikelen bevatten nog veel meer informatie, maar die kon ik niet in een kort bericht als dit verwerken.
    Ga je gang!

  3. Aad Verbaast november 28, 2010 om 19:47

    Ik ga het je toch vragen: is het een hobby van je, of is het je vak?
    Of beide? Kan ook natuurlijk.
    P.S. als leek, probeer ik je bij te benen. Ik geef toe: het lukt niet, maar je/het boeit me wel!

  4. pierra november 28, 2010 om 19:53

    @Aad, het was ooit mijn vak al kwamen dit soort onderwerpen eigenlijk nooit aan bod. Nu is het een leuke hobby geworden. Het is een lastig onderwerp, maar het essentiele heb ik eruit gehaald, al komt er in de twee artikelen echt heel veel voorbij.
    Bedankt voor de moeite😉

  5. ing.St Hawk november 28, 2010 om 22:19

    Ha Pierra,
    Dit is weer een erg interessant verhaal. Ik zou willen dat het mijn vak was.
    Uit je tweede link:
    "Unraveling the origins of life is an appealing problem per se; nobody really cares, but everybody would like to know. "
    En als het dan ontdekt wordt, welke aardverschuiving zou dat teweeg kunnen brengen ?

  6. pierra november 28, 2010 om 22:33

    Hoi @ing. St Hawk,
    Theoretisch kan iedereen theoretische biologie doen…
    Nu wist ik zelf niet meer waar ik dat gelezen had, leuk dat je het terugvond.
    Ik ben bang dat het bij theorie zal blijven al worden er steeds meer micro-organismen ontdekt die tussenvormen zijn. Er zijn bacterien die een rudimentaire kern hebben bijv.
    Helaas zijn er van de protoeukaryoten geen levende vormen meer, ze hadden een RNA-genoom dat niet competitief genoeg was, dus een concreet bewijs zal er nooit komen. De wetenschappers zullen proberen elkaar te overtuigen met deze modellen.
    Het eerste artikel is al van 2006, best oud. Ik weet niet in hoeverre het model door anderen overgenomen is of dat het artikel veel geciteerd is bijv.
    Bij mij brengt het wel heel wat te weeg: dat ons DNA afkomstig is van virussen!

  7. Gus Bolden november 29, 2010 om 02:57

    Allereerst ‘aanbeveling’ maar ik moet het nog een keer lezen. Ik twijfel. Het is nu te laat, rond 3 uur.

  8. kuifje simon november 29, 2010 om 11:36

    Pierra, aandachtig gelezen
    Wat mij dan (ook) weer boeit …. ik snap er helemaal niets van …
    wat kunnen werelden dan uit elkaar liggen !
    groet
    simon

  9. pierra november 29, 2010 om 12:21

    @Gus, bedankt!
    @kuifje simon, in ieder geval bedankt voor het lezen. Het is ook wel heel ingewikkeld met erg veel nomenclatuur. Het gaat erom dat het DNA in onze cellen afkomstig is van virussen of daar tenminste door geinduceerd is! Dat is toch wel opzienbarend als het zou kloppen. Er wordt nog veel over gedebatteerd, het is dus nog geen theorie die door iedereen geaccepteerd wordt.
    Toch gaat het allemaal over ‘onze’ wereld en hoe die ontstaan is…
    Groet,

  10. ron november 29, 2010 om 12:50

    Dus als ik het goed begrijp is (was) ons DNA in de eerste plaats onze natuurlijke verdediging?

  11. pierra november 29, 2010 om 13:13

    @ron, ja dat zou je zo kunnen zien. Maar het was in eerste instantie een verdedidingsmechanisme van de virussen. DNA is stabieler dan RNA en kon daardoor minder makkelijk door de gastheercel (de protoeukaryoot in dit geval) gedegradeerd worden. Langzaamaan is daarna het RNA van de cel omgezet in DNA door integratie in de door de virussen gemaakte plasmiden.

  12. joost tibosch sr november 29, 2010 om 18:59

    In deze microkosmos op zijn microost probeer ik wanhopig je te volgen. Dat ik -zoals je waarschijnlijk wel weet- met mijn scheppingsverhalen hier niets te zoeken heb, zal je niet verbazen. Daarmee moet ik echt terug naar het veel latere uit deze microkosmos gegroeide gewone oppervlakkige menselijke leven, waar men literair niet de oorsprong maar de de zin van zoekt. In al die oppervlakkigheid zit ook weer een slechts te vermoeden andere diepte. Zo blijven we wel bezig,hé!?

  13. pierra november 29, 2010 om 19:31

    @joost tibosch sr. Het verhaal hier staat bol van het vakjargon en ik heb geen ruimte om dat allemaal te verklaren. Zijn de termen eenmaal bekend dan hebben dit soort artikelen een zekere schoonheid net zoals de scheppingsverhalen. Al is het alleen maar om te zien hoe een wetenschapper zijn best doet de oorsprong van het leven af te schilderen, zich baserend op de huidige gedachtegangen. Zoals uit het volgende volledige citaat blijkt dat @ing. St Hawk gedeeltelijk ook al aanhaalde is het misschien een zinloze bezigheid maar daarom niet minder mooi.Unraveling the origins of life is an appealing problem per se; nobody really cares, but everybody would like to know. I highly respect those of us who decide to devote their life to this useless, perhaps unreacheable goal.

  14. joost tibosch sr november 29, 2010 om 23:07

    Onophoudelijke nieuwsgierigheid van de wetenschapper nu heeft dezelfde zin die ik in de scheppingsverhalen vind : het doorbreekt de oppervakkigheid bij mensen die beseffen dat hun deze werkelijkheid is toevertrouwd en letterlijk in handen gegeven. Everybody would like to know and everybody shall really care!

  15. Gus Bolden november 30, 2010 om 00:04

    Pierra, ik vermoed dat het heel best wel zou kunnen zijn dat het allereerste leven een virus vorm was.
    Althans zo heet dat dan nu. Met al onze taalkennis, een negatief iets, bestreden met anti-biotica.
    (Je blog gaat trouwens als looie poep door een trechter, volgens mij moet je er wat filmpjes vanaf halen)
    Waarom altijd, die 3
    Bacteria Eucarya Archaea.
    3 virussen.
    Vreemd of vreemd? is wel een tafel staand op 3 poten is stabieler dan 1 op 4 poten.
    Die ene….gedachte.
    Dat puzzeld me.

  16. pierra november 30, 2010 om 09:33

    @joost tibosch sr, nieuwsgierigheid maakt de mens.
    @Gus, men is er pas sinds kort achter dat virussen essentieel zijn voor het leven.
    Waarom altijd die drie domeinen? Ze vormen de eerste drie vertakkingen van de boom van het leven.http://en.wikipedia.org/wiki/File:Phylogenetic_tree.svg
    Het is gebaseerd op de moleculaire en morfologische kenmerken van deze organismen en is dus een wetenschappelijk gegeven. Het is niet uitgesloten dat dit met nieuwe inzichten veranderen zal.

  17. pluribara december 6, 2010 om 14:45

    De hypothetische LUCA is volgens de auteurs een cel met een nucleus die in plaats van DNA zoals in alle tegenwoordige eukaryoten een kern met RNA bevatte.
    LUCA is –jaren geleden al weer– onderuit gehaald. Het was een berichtje in Nature…Born in a watery community….heette het als ik me niet vergis…
    Als LUCA zou hebben bestaan, dan zou het zijn afgeladen met meerdere verschillende soorten van dezelfde genetische informatie…vol genetische redundanties dus…
    Ik heb verschillende malen naar dit artikel gerefereerd en het zelfs in mijn boek aangehaald…
    LUCA is dood, of liever gezegd LUCA was nooit levensvatbaar.
    pb

  18. pluribara december 6, 2010 om 14:51

    De virussen waar deze mensen hun hoop op hebben gevestigd zijn geen virusen, maar VIGEs. Transposabel and Transposed Elements, die dienst doen als kleine genetsiche schakelaars. Deze mensen zijn niet op de hoogte met de nieuwe biologie. Lees bijvoorbeeld dit:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19845643http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1749-6632.2009.05007.x/abstract;jsessionid=04684CE78BD3E211231BD73762F3BFE8.d03t02
    Het hele idee van evolutie ligt volkomen op zijn gat door de nieuwste biologische ontdekkingen.
    PB

  19. pluribara december 6, 2010 om 14:56

    @Gus, men is er pas sinds kort achter dat virussen essentieel zijn voor het leven.
    De wetenschappelijke gemeenschap, en dan met name de evolutionisten-gemeenschap, houdt zichzelf voor de gek…
    RNA virusen ontstaan uit kleine genetische schakelaars…
    TEs, ERVS, etcetera —dus de genetische elementen die foutief voor de overblijfselen van virusen worden aangezien— hebben een heel normale en duidelijke functie in organismen:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1749-6632.2009.05007.x/abstract;jsessionid=04684CE78BD3E211231BD73762F3BFE8.d03t02
    Lees ook mijn boek Terug naar de Oorsprong…
    pb

  20. pierra december 6, 2010 om 16:06

    @PB, voorzover ik weet is LUCA niet ‘onderuit gehaald’. Het is een hypothetisch organisme dat nog steeds deel uitmaakt van het wetenschappelijk theoretische collectief.
    Ik heb dat artikeltje gevonden:http://www.nature.com/nature/journal/v427/n6976/full/427674a.html
    maar heb geen toegang. Nu lijkt het me erg zwak om te zeggen dat Darwin niet zo ver kon terugkijken en dat daarom een gemeenschappelijke voorouder niet zou bestaan. Dan kunnen alle wetenschappers wel inpakken als er geen thoerieen meer bestonden.
    Wikipedia zegt over transposons het volgende:The evolution of transposons and their effect on genome evolution is currently a dynamic field of study.
    Transposons are found in all major branches of life. They may or may not have originated in the last universal common ancestor, or arisen independently multiple times, or perhaps arisen once and then spread to other kingdoms by horizontal gene transfer[15]. While some transposons may confer benefits on their hosts, most are regarded as selfish DNA parasites. In this way, they are similar to viruses. Various viruses and transposons also share features in their genome structures and biochemical abilities, leading to speculation that they share a common ancestor.

    Wat je met genetische schakelaars bedoelt is me onduidelijk. Heb je daar niet een on-line artikel over gepubliceerd? Ik snap wel dat VIGEs Variation Inducing Genetic Elements betekent, en dat dat hetzelfde is als transposon, maar waarom noem je het dan niet transposon of transposable element? Dat deze een functie hebben is niet nieuw.
    De stelling van de auteurs van dit artikel is dat de virussen de protoeukaryoten geinfecteerd hebben. Virussen zijn dus tenminste zo oud als de eerste cellen binnen hun model.
    Dat retrovirussen en retrotransposons heel nuttig kunnen zijn was al bekend. Behalve de regulering van epigentische processen die je aangaf kunnen ze ook nieuwe nuttige genen vormen. Zie ook: http://www.vkblog.nl/bericht/299072

  21. Pingback:Een pril begin « Op zoek naar de klepel

  22. Pingback:Een hybride virus | Op zoek naar de klepel

  23. Pingback:VIRUS | Tsjok's blog

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: