Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Een nieuwe Bacterie-familie

In zijn artikel (pdf) over mitochondriën stelt Mark J. Pallen de vraag of deze als bacteriën ingedeeld moeten of kunnen worden. De meeste microbiologen en celbiologen zijn bewust van het feit dat mitochondriën afstammen van endosymbiontische bacteriën en ze kunnen zich daar goed in vinden. Het is daarom een kleine stap mitochondriën als bacteriën te beschouwen. De manier waarop we de wereld beschrijven beïnvloedt immers de manier waarop we erover denken.

cyanobacteria

Cyanobacteria

Mitochondriën zijn de energieproducerende organellen van onze cellen. Simpel gesteld bestaat de levende wereld uit of cellen mét mitochondriën of bacteriën (zonder mitochondriën). Reeds in 1890 stelde de Duitse bioloog Richard Altman de term ‘bioplasten’ voor en beschouwde mitochondriën als autonome levensvormen vergelijkbaar met bacteriën.

De taxonomie van alle levensvormen is voortdurend aan aanpassingen onderhevig. Taxonomische groepen zouden alleen geldig moeten zijn als het gaat om monofyletische groepen die uitsluitend bestaan uit de afstammelingen van een enkele gemeenschappelijke voorouder. Vogels worden tegenwoordig als dinosauriërs gezien terwijl vissen (klasse Pisces) en reptielen (klasse Reptilia) geen geldige taxa meer zijn omdat vissen samen met tetrapoden ingedeeld zouden moeten worden en reptielen samen met vogels. Voor de classificeerders betekent dit dat als men het heeft over dinosauriërs er eigenlijk ‘niet-vliegende’ dinosauriërs bedoeld worden.

In de microbiologie worden organismen geclassificeerd naar hun genetische sequentie. Deze manier van classificeren toont aan dat ook de mitochondriën deel uitmaken van het domein bacteriën ofwel dat mitochondriën bacteriën zijn! Ze hebben recht op hun eigen familie: de Mitochondriaceae. Alle menselijke mitochondriën kunnen zo geclassificeerd worden als een enkele soort die Candidatus Mitochondrion lacksi genaamd zou moeten worden naar Henriette Lacks, de meest overvloedige bron van mitochondriën op Aarde.

Als we accepteren dat mitochondriën bacteriën zijn dan moeten de records herschreven worden. Het eerste bacteriële genoom werd niet ontcijferd door Craig Venter in 1995, maar door de Nobelprijswinnaar Fred Sanger die de genetische sequentie van het menselijke mitochondriale genoom in kaart bracht in 1981. De meest succesvolle bacterie op Aarde zouden de mitochondriaceae zijn. Het meest voorkomende menselijke mitochondrion is dat van Henrietta Lacks wiens cellen over de hele wereld gebruikt worden in de verschillende laboratoria.

mitochondrion

Mitochondrion

Het mitochondriale genoom is wel erg klein. Er zijn zelfs mitochondriën die hun hele genoom verloren hebben (mitosomen, hydrogenosomen). Gaat het in deze gevallen om heel ander organismen? Hoe komt het dat mitochondriën geen aanval van het immuunsysteem ondergaan? In werkelijk gebeurt dit wel, namelijk na een trauma aan de weefsels kan er een sepsis syndroom (bloedvergiftiging) ontstaan dat alleszins lijkt op een reactie op een infectie. Mutaties in het genoom van mitochondriën die veroorzaakt worden door vrije radicalen als gevolg van oxidatieve stress dragen bij tot veroudering. Kunnen we wellicht ooit ingrijpen in de enzymen die hier verantwoordelijk voor zijn en het verouderingsproces vertragen? Recente studies toonden aan dat bacteriële conjugatie mogelijk is in het cytoplasma van de cel; het is wellicht mogelijk genetisch materiaal in de mitochondriën te plaatsen via binnendringende E. coli en genetische therapie te bewerkstelligen.

Foto Mitochondrion en Cyanobacteria

16 Reacties op “Een nieuwe Bacterie-familie

  1. Pingback:Het SOORT probleem nader bekeken « Tsjok's blog

  2. antoinetteduijsters februari 18, 2011 om 08:02

    Zo wij hebben bacteriën in onze cellen, of het waren ooit bacteriën. Betekend afstammen van dat ze steeds hetzelfde blijven?
    Net als vogels, vogels stammen rechtstreeks van de dinosauriërs, maar zijn het niet meer.
    Ik voel niets voor deze nieuwe manier van denken.

    • Pierra Veneta februari 18, 2011 om 11:12

      Antoinette, De bacterien werden ooit endosymbionten en hebben langzaamaan gedeelten van hun genoom verloren van functies die overgenomen werden door het genoom van de celkern. Nu zijn het mitochondrien maar hun overeenkomsten met bacterien zijn groot.
      Bovendien zouden bepaalde fysiologische reacties op trauma beter begrepen zijn als mitochondrien van het begin af aan als bacterien beschouwd waren.

    • ing St Hawk februari 18, 2011 om 13:11

      Antoinette,

      Ik stam af van een Middeleeuwer maar ben het niet meer. Die Middeleeuwer stamde af van steentijder die op zijn beurt afstamde van een vroege H. sapiens die op zijn beurt enz….
      Lang voordat er dieren op het toneel verschenen die de naam Kip verdienden liepen er al eierleggende voorouders rond (snavel ? veren ?). Waarmee de kip/ei-vraag is opgelost.

  3. blutch1 februari 18, 2011 om 09:22

    Ik vind het een beetje ver gaan. Bacteriën kunnen zelfstandig delen itt virussen. Voor zover ik weet delen mitochondriën zichzelf niet.
    Als je deze indeling doortrekt zou een mens waarschijnlijk bestaan uit een pakket bacteriën en virussen.

  4. ing St Hawk februari 18, 2011 om 11:08

    Pierra,

    “De manier waarop we de wereld beschrijven beïnvloedt immers de manier waarop we erover denken.”

    Dat vraagt natuurlijk wat flexibiliteit van ons denken. En dat hakt er dus bij sommigen behoorlijk in. Zelfs bij Antoinette en Blutch bespeur ik enige weerstand tegen een model dat de werkelijkheid waarschijnlijk beter beschrijft.
    In mijn ogen toont jouw artikel een schoolvoorbeeld van voortschrijdend inzicht, fascinerend als het gaat om de enorme complexiteit van het aardse leven.
    Het zou immers geen goede zaak zijn als onze manier van denken een sta-in-de-weg is bij het accuraat beschrijven van de wereld.

  5. blutch1 februari 18, 2011 om 12:39

    Ik ben niet tegen een nieuwe indeling, als dat ons verder brengt met evt verklaringen.
    Ik heb alleen iets tegen het opnieuw in een hokje duwen. Voor de meeste organismen bestaat een glijdende overgang. Wij zijn degenen die grenzen stellen, de natuur doet dat niet. Ik denk dat we met opnieuw indelen wel steeds verder in een richting komen, maar daarbij tevens andere mogelijkheden uitsluiten.

    • ing St Hawk februari 18, 2011 om 16:44

      Blutch, voor alle organismen geldt dat de ‘overgangen’ geleidelijk verlopen. Dat geldt ook voor onze genen. Hokjes zijn nodig om tot een indeling te kunnen komen maar een aantal zaken die recentelijk ontdekt zijn passen blijkbaar in meer dan één hokje.
      Om een voorbeeld te noemen: de genen die verantwoordelijk zijn voor mijn bloedgroep worden ongewijzigd aangetroffen bij chimpansees. Qua bloedgroep is mijn verwantschap met de een of andere mensaap dus groter dan mijn verwantschap met één van mijn kinderen. In de stamboom van dit gen komen Bongo en ik wel voor terwijl mijn kinderen niet als nieuwe loot kunnen worden bijgeschreven.

  6. tsjok45 februari 20, 2011 om 23:13

    “Zo wij hebben bacteriën in onze cellen, of het waren ooit bacteriën.”

    Wat te zeggen van bijvoorbeeld Wohlbachia bacterieen … die bacterieen leven alleen in het cytoplasma van de cellen van meercellige dieren ( voornamelijk in het cytoplasme van arthropoden-en aaltjes-cellen , maar niet tot die ongewervelden groepen alleen beperkt , voor zo ver bekend )

    Wohlbachia kunnen( dacht ik ) niet leven buiten die cellen : ze zijn dus waarschijnlijk kompleet afhankelijk van hun gastheren (waarvan ze met name de sex determinatie ( zelfzuchtig ) sterk kunnen beinvloeden )

    Zijn dat nu bacterieen op weg om organellen te worden of zijn het al organellen ?
    of Bacterieen of onderdelen van de cellen van die bepaalde arthropoden ?
    Net als mitochondrieen zijn het slechts de de wijfjes van de gastheersoort die de cytoplasma -bewoners doorgeven

    Het zijn zeker nog niet overal waar ze voorkomen reeds geintregeerde organellen , want ze kunnen ( in de enkele gevallen die al bestudeerd zijn ) met sommige antibiotica verwijderd worden uit destreffende cytoplasma’s van door hen geinfecteerde soort-populaties ; waarna de ontwikkeling van de sex differentiatie van die gastheer-populaitie veranderd ( of hersteld wordt naar de oorspronkelijke toestand )

    Het is dus helemaal niet zo wereld-vreemd of onverantwoord om allerlei cytoplasma lichaampjes en insluitsels in het bezit van genen , te gaan beschouwen als bacterieen : Wohlbachia al helemaal maar waarom ook niet een groep mitochondriacea ?
    Bovendien is al vastgesteld dat een wohlbachia genoom zich ook al heeft ingeplakt in het kern -DNA van een drosophila …
    Ook Mitochondrieen kunnen materiaal uitwissleen met de kern ….

    “Als je deze indeling doortrekt zou een mens waarschijnlijk bestaan uit een pakket bacteriën en virussen.”
    We zitten nu al als individueel mens met meer bacterieele symbionte cellen dan lichaamscellen
    We kunnen niet zonder ; ze helpen ons leven ….Ze verteren gedeelten van ons voedsel ,ruimen afval op , zetten onze immuumsystemen sinds hun pasgeboren-stadium , in gang zodat we kunnen genieten van “verworven immuniteit tegen gevaarlijkere bacterieen van hetzelfde slag ….

    Waarom zouden we ook geen (eventueele obligate cytoplasma bacterieen ) kunnen huisvesten ( net als die wohlbachia gastheren)
    Het feit dat ze (verondersteld ) niet meer voorkomen buiten de lichaams en stamlijncellen van hun gastheer doet niets ter zake …

    • tsjok45 februari 20, 2011 om 23:23

      Hier vind je wat meer over wohlbachia bacterieen —>
      http://evodisku.multiply.com/journal/item/451/451

      En hier het oorspronkelijk bericht over het ingeplakte ( bijna (?) komplete ) wohlbachia genoom in het genoom van een Drosophila ananassae ….
      http://www.rochester.edu/news/show.php?id=2963

      Jack Werren, a principal investigator of the study.
      “…..Bacterial DNA is routinely discarded when scientists are assembling invertebrate genomes, yet these genes may very well be part of the organism’s genome, and might even be responsible for functioning traits.”
      Dat is bijna een beschrijving van “mitochondrieen” , nietwaar ?

    • tsjok45 februari 20, 2011 om 23:29

      Omdat wohlbachia bacterieen uitsluitend langs de vrouwelijke lijn worden doorgegeven gaat het evolutionaire belang dus in de richting van de produktie van meer wijfjes in de gastheer -soort …Vandaar dus het succes ( de evolutie-druk) om de mannetjes te onderdrukken en al met al drastisch in te grijpen in de sex determinatiesystemen van de gastheersoort … Dat is wat wordt bedoeld met zelfzuchtigheid in dit geval ….

    • Pierra Veneta februari 20, 2011 om 23:50

      Een bijzonder interessante pagina. Ook de artikelen over rivierblindheid zijn interessant in deze context. De larven overleven niet als de bacterie ontbreekt, nadat deze uitgeschakeld is met antibiotica. Je zou zeggen dat de bacterie een essentiele rol heeft verworven in de larven van de ‘zwarte vlieg’. Er is dus mogelijk al uitwisseling van genetisch materiaal geweest, waardoor ze niet meer buiten elkaar kunnen leven.

  7. Pingback:Wanneer twee genomen elkaar mislopen « Op zoek naar de klepel

  8. Pingback:endosymbiose « 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: