Карпедиемонас
| Карпедиемонас | |
|---|---|
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Тип: | Метамонада |
| Подтип: | блудливый |
| Суперкласс: | Карпедимонадия Кавалер-Смит |
| Сорт: | Карпедиемонадея Кавалер-Смит |
| Заказ: | Карпедиемонадида Кавалер-Смит |
| Семья: | Карпедимонадиды |
| Род: | Карпедиемонас Экебом, Паттерсон и Вёрс, 1996 г. [ 1 ] |
| Типовой вид | |
| Карпедиемонас мембранифера (Ларсен и Паттерсон, 1990 г.) Экебом, Паттерсон и Вёрс, 1996 г.
| |
| Разновидность | |
| |
Carpediemonas — род Metamonada , принадлежит к группе Excavata . Этот организм представляет собой одноклеточный жгутиковый эукариот, впервые обнаруженный в образцах субстрата с Большого Барьерного рифа . [ 2 ] Carpediemonas можно найти в анаэробных приливных отложениях, где они питаются бактериями. Особенностью этого вида является наличие характерной для раскопок питающей канавки. Как и большинство других метамонад, Carpediemonas не использует аэробные митохондрии для производства энергии. Вместо этого он содержит гидрогеносомы , которые используются для производства АТФ. [ 3 ] Этот организм имеет два жгутика: [ 3 ] задний используется для питания субстратом, а передний движется более медленными выметающими движениями. [ 2 ] Carpediemonas относят к блуду, где подобные Carpediemonas организмы используются при исследовании эволюции в раскопках. [ 4 ] Хотя Carpediemonas и относится к метамонадам, он необычен в том смысле, что является свободноживущим и имеет три базальных тела. [ 5 ]
Этимология
[ редактировать ]Название Carpediemonas происходит от трех латинских корней: carpe означает «схватить», die означает «день» и суффикс monas , обозначающий одноклеточный организм. Организм был назван в честь carpe diem , что означает «ловить момент», в честь недавно умершей жены одного из авторов. [ 6 ]
История обучения
[ редактировать ]Carpediemonas был впервые обнаружен Ларсеном и Паттерсоном (1990), которые идентифицировали его как ранее неопознанный Percolomonas и дали название Percolomonas membranifera . Ларсен и Паттерсон рассматривали этот организм как гетеролобозный , потому что иногда он имел четыре жгутика и продольную бороздку. Однако у них не было никаких доказательств того, что у неделящихся организмов было более двух жгутиков. У этого вида также был мешочек с нитями, которые трудно отличить от жгутиков. Экебом и др. (1996) затем переименовали этот организм в Carpediemonas membranifera , когда он был обнаружен в образцах субстрата на Большом Барьерном рифе, и классифицировали его как метамонаду. [ 2 ] была обнаружена метаболическая связь Carpediemonas с прокариотическим сообществом Кроме того, у Carpediemonas frisia . Было обнаружено, что C. frisia выделяет предварительно переваренные биомолекулы. Прокариотические сообщества будут полагаться на C. frisia для неполного переваривания органического материала и окисления различных биомолекул. С другой стороны, C. frisia опирается на прокариотический организм Deltaproteobacteria в своей активности по окислению водорода . [ 7 ]
Среда обитания и экология
[ редактировать ]Carpediemonas можно найти в анаэробных приливных отложениях, где они питаются бактериями. [ 3 ] Его можно обнаружить вместе с Cafeteria marsupialis в анаэробной среде. [ 2 ]
Описание
[ редактировать ]Экебом и др. (1996) описывает Carpediemonas как организмы размером примерно 5 мкм в длину (с диапазоном 4–7,5 мкм). Carpediemonas имеет продольное углубление, охватывающее почти всю вентральную сторону клетки. Он часто имеет два неравных жгутика, прикрепляющихся к передней стороне вентральной борозды, но иногда может иметь три или четыре жгутика. Задний акронематический жгутик используется для питания и прикрепления к субстрату, тогда как передний жгутик бьется медленнее и совершает медленные выметающие движения. [ 2 ] Дальнейшие исследования Симпсона и Паттерсона (1999) более детально изучают жгутики и описывают жгутиковый аппарат как имеющий третье, бесплодное базальное тело. Дорсальную сторону клетки поддерживает микротрубчатый веер с микротрубчатым корешком на переднем конце. На вентральной стороне микротрубочки, отходящие от разных жгутиковых корешков, поддерживают вентральную бороздку. Передний жгутик имеет аксонему «9+2». Симпсон и Паттерсон описали, что в дополнение к аксонеме «9 + 2» задний жгутик также имеет «три расходящихся пластинки из электронно-плотного материала, которые образуют центральные компоненты лопастей». Первая пластинка возникает после прикрепления жгутика и направлена вентрально. Вторая пластинка начинается напротив первой пластинки. Третья пластинка поддерживает третью лопатку, которая расположена дистальнее и перпендикулярна двум другим лопаткам или пластинкам. Все три ламели имеют бороздки, если смотреть в продольном разрезе, и эти бороздки перпендикулярны аксонеме «9+2». Carpediemonas содержит одно яйцевидное ядро, расположенное в передней части клетки. Ядрышко также можно найти субцентрально внутри ядра. У Carpediemonas также нет митохондрий, что характерно для метамонад. Вместо этого у него есть гидрогеносомы, вероятно, полученные из анаэробных митохондрий. Он также содержит одну диктиосому Гольджи, расположенную спереди, дорсально и слева от жгутикового аппарата. [ 3 ] Эндоплазматический ретикулум этого рода в основном находится на периферии клетки. Вокруг цитоплазмы можно обнаружить пищевые вакуоли, содержащие бактериальное содержимое. [ 3 ] присутствуют три центриоли Также у Carpediemonas . [ 8 ]
Таксономия
[ редактировать ]Carpediemonas классифицируется как выкопанный, поскольку имеет характерную для этой группы питающую бороздку. В раскопках Карпедиемон отнесен к блудникам. У блудоподобных организмов, подобных Carpediemonas (CLO), удалось лучше понять эволюцию анаэробных раскопок путем изучения особенностей их цитоскелета и модифицированных митохондрий. Примером Carpediemonas -подобного организма, который использовался для изучения истории эволюции в раскопках, является Kipferlia bialata . [ 4 ] Согласно недавним исследованиям [ 9 ] этот организм способен размножаться без каких-либо ключевых белков для репликации ДНК.
Репликация ДНК, сегрегация хромосом и пол
[ редактировать ]Недавнее исследование с использованием сравнительной геномики [ 10 ] выявил обширную потерю белковых комплементов репликации и сегрегации ДНК в Metamonada и подчеркнул, что геномы C. membranifera и C. frisia еще больше редуцированы. В этих геномах отсутствуют белки репликации ДНК комплекса распознавания происхождения (ORC), Cdc6, некоторые компоненты комплекса GINS и некоторые субъединицы полимераз дельта и эпсилон, а также большинство структурных субъединиц кинетохор, комплекс отслеживания плюс-концов микротрубочек и все субъединицы комплекса Ndc80, участвующие в сегрегации хромосом. ORC и Cdc6 являются белками, отвечающими за инициацию и лицензирование репликации у эукариот, и их отсутствие, по-видимому, указывает на существование нестандартного и еще не описанного механизма запуска репликации. Отсутствие белков комплекса Ndc80 также указывает на то, что может существовать нестандартный механизм прикрепления хромосом к микротрубочкам для сегрегации хромосом. Carpediemonas — первый известный эукариот, обладающий столь радикально измененными механизмами репликации и сегрегации ДНК. С Carpediemonas размножаются, очевидно, что они реплицируют свою ДНК, и исследователи предложили гипотезу о том, как начинается репликация. Эта гипотеза использует элементы процессов, наблюдаемых у других видов, но принимает во внимание специфические белковые дополнения, обнаруженные у Carpediemonas . Вкратце: предполагается, что репликация протекает с помощью Dmc1-зависимого механизма гомологичной рекомбинации, который не требует начала репликации и опосредован гибридами РНК:ДНК. Эта гипотеза еще нуждается в экспериментальном подтверждении. Половое или парасексуальное размножение у Метамонады напрямую не наблюдалось. Тем не менее, исследование подтверждает сохранение ключевых мейотических белков в группе с дополнительным открытием, что виды Carpediemonas имеют гомологи из семейства tmcB и субъединицы специфичных для сперматозоидов каналов, о последних ранее сообщалось только у Opisthokonta и трех других простейших. Наличие таких белков означает, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, имеет ли место секс, действительно ли эти белки участвуют во время секса и какова может быть их роль. Суммируя, Carpediemonas — интересные микробные эукариоты.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дж. Экебом; диджей Паттерсон; Н. Вёрс (1996). «Гетеротрофные жгутиконосцы из отложений коралловых рифов (Большой Барьерный риф, Австралия)». Архив для защиты . 146 (3–4): 251–272. дои : 10.1016/S0003-9365(96)80013-3 .
- ^ Jump up to: а б с д и Экебом, Дж.; Паттерсон, диджей; Вёрс, Н. (1996). «Гетеротрофные жгутиконосцы из отложений коралловых рифов (Большой Барьерный риф, Австралия)». Архив для защиты . 146 (3–4): 251–272. дои : 10.1016/s0003-9365(96)80013-3 . ISSN 0003-9365 .
- ^ Jump up to: а б с д и Симпсон, Аластер ГБ; Паттерсон, Дэвид Дж. (1999). «Ультраструктура Carpediemonas membranifera (Eukaryota) со ссылкой на «гипотезу раскопок» ». Европейский журнал протистологии . 35 (4): 353–370. дои : 10.1016/s0932-4739(99)80044-3 . ISSN 0932-4739 .
- ^ Jump up to: а б Юбуки, Наоджи; Симпсон, Аластер ГБ; Леандер, Брайан С. (2013). «Комплексная ультраструктура Kipferlia bialata доказывает эволюцию признаков внутри Fornicata (Excavata)». Протист . 164 (3): 423–439. дои : 10.1016/j.protis.2013.02.002 . ISSN 1434-4610 . ПМИД 23517666 .
- ^ «КАРПЕДИЕМОНАДА» . comenius.susqu.edu . Проверено 22 апреля 2019 г.
- ^ «Таксономия – она пришла из пруда» . Проверено 22 апреля 2019 г.
- ^ Хаманн, Эммо; Тегетмейер, Халина Э; Ридель, Дитмар; Литтманн, Стен; Ахмеркамп, Серен; Чен, Цзяньвэй; Хач, Филипп Ф; Строус, Марк (17 февраля 2017 г.). «Синтрофическая связь между хищными Carpediemonas и специфическими популяциями прокариот» . Журнал ISME . 11 (5): 1205–1217. дои : 10.1038/ismej.2016.197 . ISSN 1751-7362 . ПМЦ 5437931 . ПМИД 28211847 .
- ^ Кавалер-Смит, Т. (1 ноября 2003 г.). «Раскопанные типы простейших Metamonada Grasse emend. (Anaeromonadea, Parabasalia, Carpediemonas, Eopharyngia) и Loukozoa emend. (Jakobea, Malawimonas): их эволюционное сходство и новые высшие таксоны» . Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 53 (6): 1741–1758. дои : 10.1099/ijs.0.02548-0 . ISSN 1466-5026 . ПМИД 14657102 .
- ^ «Микроб каким-то образом выживает без ключевых белков для репликации своей ДНК» .
- ^ Салас-Лейва, Даяна Э.; Тромер, Элко К.; Кертис, Брюс А.; Йерлстрем-Хультквист, Йон; Колиско, Мартин; Йи, Чжэньчжэнь; Салас-Лейва, Джоан С.; Галло-Лавалле, Люси; Уильямс С., Уильямс С.; Копс, Герт JPL; Арчибальд, Джон М.; Симпсон, Аластер ГБ; Роджер, Эндрю Дж. (2021). «Геномный анализ не обнаружил никаких доказательств существования канонических эукариотических комплексов обработки ДНК у свободноживущих простейших» . Природные коммуникации . 12 (1): 6003. Бибкод : 2021NatCo..12.6003S . дои : 10.1038/s41467-021-26077-2 . ПМЦ 8516963 . ПМИД 34650064 .