Planctomyceten, de ‘missing link’?

Celbiologen veronderstelden tot voor kort dat er twee soorten organisatie van de cel bestaan: de prokaryoten en de eukaryoten. Prokaryoten zijn de bacteriën en de Archaea. Eukaryoten zijn alle andere levende organismen zoals schimmels, protozoa, planten en dieren. Het belangrijkste verschil tussen de twee celorganisaties is dat prokaryoten geen celkern bezitten. Hun DNA bevindt zich los en verspreid door het cytoplasma. Eukaryoten daarentegen bezitten een celkern waarin het DNA zich bevindt. Transcriptie en translatie spelen zich daardoor in verschillende compartimenten af. Nieuwe ontdekkingen rond de bacteriën Planctomyceten stellen de evolutie van eukaryoten en prokaryoten in een ander daglicht.

Lange tijd veronderstelde men dat eukaryoten geëvolueerd zijn uit prokaryoten. Prokaryoten zouden andere prokaryotische cellen opgenomen hebben om vervolgens een kern, mitochondriën en chloroplasten te kunnen vormen, drie structuren met een eigen dubbel membraan. Ook de naam prokaryoot (= ‘vóór de kern’) suggereert dat het gaat om een organisme dat bestond vóórdat de eucaryoten (= ‘echte’ kern) tot leven kwamen. Dit laatste idee wordt nu in twijfel getrokken door nieuwe ontdekkingen rond de Planctomyceten; prokaryoten uit het domein bacteriën . Deze cellen bezitten interne membranen die een gedeeltelijk afgescheiden celkern vormen en andere interne structuren die bij ‘gewone’ bacteriën niet aanwezig zijn. Zo kunnen het paryphoplasma en het pirellulosoom of riboplasma onderscheiden worden (zie figuur). Het pirellulosome bevat de ribosomen terwijl het paryphoplasma geen ribosomen heeft. In Gemmata obscuriglobus kan zelfs een dubbel membraan rond de nucleoide ( gecondenseerde DNA-fibers) gevonden worden, waarmee de gelijkenis met een eukaryoot erg groot wordt (zie figuur).

Gemmata obscuriglobus. Klik op de afbeelding voor een grotere weergave

In een volgend blogbericht wordt een theorie voorgesteld waarin een van de eerste cellen, ook wel een protoeukaryoot genoemd, wellicht interne membranen had. Prokaryoten zouden dus niet door fusie of endocytose eukaryoten gevormd hebben maar ze zouden de membranen verloren hebben terwijl de eukaryoten de membranen behielden en verder ontwikkelden. Er opent zich een heel nieuw veld van onderzoek op deze Planctomyceten. Hebben ze wellicht genen en proteïnen die homoloog zijn met die van eukaryoten of andere kenmerken van eukaryoten?

Planctomyceten zijn veel voorkomende prokaryoten en worden veel gevonden in extreme omgevingen maar ook in zout, brak en zoet water en waterzuiveringsinstallaties.

Uit: Physorg.com, Science, NatureScitable.