Glauben Sie, dass die Zellbiologie uns nicht länger überraschen kann? Der Professor Allan Albig dell 'Universität Boise hat dir etwas zu sagen. Die Organellen, diese winzigen Kompartimente, die unsere Zellen bewohnen Zellen, enthüllen unerwartete Geheimnisse. Wie die Tropfen, die sich fließend in einer dieser 70er-Jahre-Lampen bewegen (Sie erinnern sich an sie), bewegen sich einige von ihnen, verschmelzen und trennen sich, ohne dass Membranen sie umgeben. Eine Entdeckung, die nicht nur unser Wissen herausfordert, sondern auch neue Perspektiven auf den Ursprung des Lebens eröffnet. Ich werde versuchen, mich besser zu erklären.
Die Organellen, die sich der Tradition widersetzen
Erinnern Sie sich an den Biologieunterricht an der High School? Organellen wurden als kleine Organe innerhalb der Zelle beschrieben Zellen, jedes mit seiner spezifischen Aufgabe und seiner schützenden Membran. DER Mitochondrien Energie erzeugen, d Lysosomen Sie recyceln Abfälle, die Kern es enthält DNA und so weiter. Dies war mehr oder weniger das scheinbar unveränderliche Standardmodell.
Doch die Wissenschaft steckt voller Überraschungen. ZU Mitte der 2000er JahreForscher haben eine außergewöhnliche Entdeckung gemacht: Einige Organellen funktionieren ohne Membran perfekt. Eine Offenbarung, die die Grundlagen der Zellbiologie erschütterte. Diese „rebellischen“ Organellen Sie verhalten sich völlig anders als wir erwartet hatten. Wir rufen sie an Biomolekulare Kondensateund verändern unser Verständnis davon radikal Zellen.
Ein flüssiger Tanz im Herzen der Zelle
Wenn wir diese biomolekularen Kondensate unter einem Mikroskop beobachten könnten, würden wir einen faszinierenden Anblick erleben. Sie verhalten sich wie Blasen in einer Flüssigkeit: Sie verschmelzen, trennen sich und bilden sich kontinuierlich neu. Sie bestehen nicht aus Wachs, sondern aus Proteinen und RNA-Molekülen, die lieber miteinander interagieren als mit ihrer Umgebung.
Wie es entstand in 2022, Forscher
identifiziert haben etwa 30 Arten dieser membranlosen Kondensate: Sie übertreffen die Zahl der herkömmlichen Organellen, die bei etwa einem Dutzend endet.
Mit anderen Worten: Das „wahre“ Standardmodell besteht eher aus „gemischten“ Zellen als aus „reglementierten“ Zellen. Und es ist interessant festzustellen, dass diese Organellen sehr unterschiedliche Funktionen haben. Einige sind an der Ausbildung von beteiligt Zellen reproduktiv, andere bei der Produktion von Proteinen. Doch für viele andere bleibt die genaue Rolle immer noch ein Rätsel, das es zu entdecken gilt.
Proteine, die die Regeln brechen
Einer der überraschendsten Aspekte dieser Entdeckung betrifft die Art und Weise, wie diese Organellen unser Wissen über die Struktur von Proteinen in Frage stellen. Von 1950, wenn Wissenschaftler Sie beobachteten es zum ersten Mal die Struktur von MyoglobinMan ging schon immer davon aus, dass die Form eines Proteins seine Funktion bestimmt. Doch die Proteine, die biomolekulare Kondensate bilden, folgen dieser Regel nicht. Sie enthalten „ungeordnete“ Regionen ohne definierte Form. Als sie entdeckt wurden in den frühen 80er Jahren, diese intrinsisch ungeordneten Proteine (IDPs) gaben den Forschern Rätsel auf. Ihre Existenz und ihre Rolle bei der Bildung biomolekularer Kondensate zwingen uns, einige Grundprinzipien der Zellbiologie zu überdenken.
Ein neuer Blick auf Bakterien
Die Entdeckung dieser Organellen revolutioniert auch unser Verständnis davon Zellen bakteriell. Traditionell galten Bakterien als sehr einfache Organismen ohne Organellen. Jetzt wissen wir, dass dies nicht der Fall ist.
Obwohl nur die 6% der bakteriellen Proteine weisen ungeordnete Regionen auf, verglichen mit 30–40 % der Proteine eukaryontischer Zellen. Forscher haben mehrere biomolekulare Kondensate in Bakterien identifiziert. Diese Entdeckung zeigt uns, dass selbst die einfachsten Organismen
Sie sind komplexer, als wir es uns vorgestellt haben.
Der Ursprung des Lebens in neuem Licht
Die vielleicht faszinierendste Perspektive, die diese Entdeckung eröffnet, betrifft die Frage der Ursprung des Lebens auf der Erde. Bisher gingen Wissenschaftler immer davon aus, dass frühe Lebensformen von Lipidmembranen umgeben gewesen sein müssten. Doch die Bildung dieser Membranen erforderte Materialien, die auf der frühen Erde wahrscheinlich nicht verfügbar waren.
Die Entdeckung, dass RNA können spontan biomolekulare Kondensate bilden eröffnet völlig neue Szenarien. Vielleicht brauchten die ersten lebenden Moleküle keine Membranen, um sich zu Proto-Molekülen zu organisieren.Zellen.
„Drahtlose“ Organellen: Auf dem Weg zu neuen Behandlungen für neurodegenerative Erkrankungen
Die Implikationen dieser Erkenntnisse gehen weit über die grundlegende Biologie hinaus. Forscher entwickeln bereits Neue therapeutische Ansätze basierend auf der Manipulation biomolekularer Kondensate zur Behandlung von Krankheiten wie Alzheimer, Huntington-Krankheit und ALS. Es werden Medikamente getestet, die diese Kondensate fördern oder auflösen können. Es ist noch zu früh, um zu sagen, ob diese Ansätze erfolgreich sein werden, aber die Aussichten sind vielversprechend.
Der Weg ist noch lang, aber eines ist sicher: Membranlose Organellen zeigen uns das Zellen Sie haben noch viele Geheimnisse zu enthüllen. Und vielleicht müssen die Biologieschulbücher schon bald umgeschrieben werden, um diese faszinierenden Akteure der mikroskopischen Welt einzubeziehen.
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