No nova znanstvena analiza sugerira da priča ide još dublje u prošlost. Prema istraživačima iz SAD-a, dio gena koje je nosio taj drevni organizam zapravo je mnogo stariji od njega samog.

Riječ je o genima čije se porijeklo proteže u gotovo nedokučivu fazu rane evolucije Zemlje, u vrijeme prije otprilike 4,2 milijarde godina, kada se tek postavljao temelj onoga što danas nazivamo životom.

Geni stariji od LUCA-e: evolucijska enigma

„Iako je posljednji univerzalni zajednički predak najstariji organizam koji možemo proučavati pomoću evolucijskih metoda, neki od gena u njegovu genomu bili su znatno stariji“, objašnjava biolog Aaron Goldman s Oberlin Collegea u SAD-u.

Goldman je autor perspektivnog znanstvenog rada zajedno s Gregom Fournierom s MIT-a i Betül Kaçar sa Sveučilišta Wisconsin–Madison. Njihov je cilj preusmjeriti pozornost znanstvene zajednice na tzv. univerzalne paraloge – drevne duplicirane genske obitelji koje se pojavljuju u svim granama života: životinjama, biljkama, gljivama i bakterijama, prenosi Science Alert.

Univerzalni paralozi: rijetki genetski fosili

Univerzalni paralozi su iznimno rijetki geni koji su se duplicirali prije nego što su se glavne linije života razdvojile. Upravo zbog toga znanstvenicima pružaju jedinstven uvid u razdoblje koje prethodi LUCA-i.

Ako LUCA predstavlja deblo genetskog stabla života, tada organizmi koji su nosili te duplicirane gene čine njegove duboko zakopane korijene – jednostanične oblike života koji su postavili temelje svemu što danas postoji.

„Slijedeći univerzalne paraloge možemo povezati najranije korake života na Zemlji s alatima moderne znanosti“, ističe Betül Kaçar. „Oni nam omogućuju da neka od najdubljih nepoznanica biologije pretvorimo u hipoteze koje se mogu testirati.“

Gubitak genetske prošlosti kroz evoluciju

Znanstvenici upozoravaju da danas poznajemo tek mali broj univerzalnih paralognih proteinskih obitelji. No to, kako navode, ne znači da ih u LUCA-inu proteomu nije bilo mnogo više.

Tijekom milijardi godina evolucije, brojni su se paralozi izgubili zbog genetske divergencije, evolucijskih promjena ili horizontalnog prijenosa gena – procesa u kojem bakterije međusobno razmjenjuju genetski materijal. Time su mnogi tragovi najranijeg života nepovratno izbrisani.

„Vjerojatno je da se većina proteinskih obitelji prisutnih u LUCA-i danas ne može otkriti filogenetskim analizama“, pišu autori.

Hrvatica otkrila zašto se odselila, kupila kuću u Amsterdamu: 'Ljudi su mi rekli da im se to gadi'

Najstariji molekularni sustavi života

Unatoč tim ograničenjima, ono što je preostalo ima golemu znanstvenu vrijednost. Neki univerzalni paralozi povezani su s genetskom translacijom – procesom kojim se genetska informacija pretvara u proteine – za koji autori tvrde da je vjerojatno najstariji molekularni sustav očuvan u živom svijetu.

Posebno se ističu enzimi poznati kao aminoacil-tRNA sintetaze. Ti enzimi povezuju odgovarajuće aminokiseline s transfernom RNA, ključnim korakom u stvaranju proteina. Nedavna istraživanja pokazala su da su njihovi preci postojali još prije LUCA-e.

Što to znači za razumijevanje nastanka života?

Ova otkrića sugeriraju da su rani oblici života koristili aminokiseline u genetski kodiranim proteinima i prije nego što se razvio današnji, standardizirani genetski kod.

„Sve upućuje na to da je prijelaz prema modernom genetskom kodu prije LUCA-e bio složen evolucijski proces koji je uključivao više mehanizama, uključujući koevoluciju s putevima biosinteze aminokiselina“, zaključuju autori.

Kako naglašava Greg Fournier, povijest univerzalnih paraloga možda je jedini preostali trag najranijih staničnih loza: „To je jedina informacija koju ćemo ikada imati o tim prvim oblicima života, i zato iz nje moramo izvući maksimum.“

Prljava klima može naštetiti plućima, ali udara i po džepu: Obratite pažnju na ove znakove

Izvor i znanstvena potvrda

Rad koji donosi ove uvide objavljen je u uglednom znanstvenom časopisu Cell Genomics, a temelji se na suvremenim metodama rekonstrukcije drevnih genetskih sekvenci i evolucijskih analiza.