İlk evrensel ortak ata

İlk evrensel ortak ata (FUCA, first universal common ancestor), her modern hücre dahil olmak üzere, son evrensel ortak atanın (LUCA) ve onun soyundan gelenlerin en eski atası olduğu düşünülen hücresel olmayan bir varlıktır. FUCA aynı zamanda LUCA'nın hiçbirinin modern torunları olmayan eski kardeş soylarının da atası olacaktır.

FUCA'nın, genomları ve kendi kendini kopyalamaları için DNA yerine RNA'yı kullanan eski biyolojik sistemler olan progenotlardan oluştuğu düşünülüyor. Karşılaştırıldığında, LUCA'nın yüzlerce gen ve gen ailesi içeren karmaşık bir metabolizmaya ve genoma sahip olması gerekirdi.

FUCA'nın soyundan gelen ve artık nesli tükenmiş olan kardeş soyların, genlerinin bir kısmını LUCA'nın ilk torunlarının genomuna yatay olarak aktardıkları düşünülmektedir.

 Köken 
FUCA gibi bölümlere ayrılmış biyolojik varlıkların ortaya çıkmasından çok önce, yaşam zaten kendisini organize etmeye ve RNA dünyası olarak bilinen hücre öncesi bir çağda ortaya çıkmaya başlamıştı. Her biyolojik sistemde hem biyolojik translasyon mekanizmasının hem de genetik kodun evrensel varlığı, virüsler ve hücreler de dahil olmak üzere tüm biyolojik sistemler için benzersiz bir köken olan monofili gösterir.

FUCA, bilgiyi peptitlere dönüştürmek ve protein üretmek için RNA moleküllerini kullanan, biyolojik çeviri yapabilen ilk organizma olacaktı. Bu ilk çeviri sistemi, ilkel, muhtemelen hataya açık genetik kodla bir araya getirilmiş olmalıdır. FUCA aynı zamanda genetik koda sahip ilk biyolojik sistem olacaktır.

FUCA'nın gelişimi muhtemelen uzun zaman aldı. FUCA, genetik kod olmadan, ribozomdan üretildi  kendisi de bir ribonükleoprotein mekanizmasının olgunlaşmasından gelişen bir sistemdir. FUCA, bir protopeptil transferaz merkezi ilk kez ortaya çıkmaya başladığında, RNA dünyası replikatörleri amino asitlerin oligopeptitlere bağlanmasını katalize etme kapasitesine sahip olmaya başladığında ortaya çıktı.

FUCA'nın ilk genleri büyük olasılıkla ribozomal, ilkel tRNA - aminoasil transferazları ve biyolojik çeviriyi stabilize etmeye ve sürdürmeye yardımcı olan diğer proteinleri kodluyordu. Üretilen bu rastgele peptidler muhtemelen tek sarmallı nükleik asit polimerlerine geri bağlanarak daha sağlam hale gelen ve diğer stabilize edici moleküllere daha fazla bağlanan sistemin daha yüksek bir stabilizasyonuna izin verdi. FUCA olgunlaştığında genetik kodu tamamen oluştu.

FUCA, kendi kendini kopyalayan bir açık sistem popülasyonundan oluşuyordu. Bu sistemlerin gelişiyle progenot dönemi başladı. Bu sistemler, kendi kendini organize etme süreçleri genetik kodun yaratılmasıyla sonuçlandığında olgunluğa ulaştı. Bu genetik kod, ilk kez biyolojik bir dilin oluşumu yoluyla nükleik asitler ve proteinler arasındaki düzenli etkileşimi organize etme yeteneğine sahipti. Bu, hücre öncesi açık sistemlerin daha sonra bilgi biriktirmeye ve kendi kendini organize etmeye başlamasına, biyokimyasal yolların bir araya gelmesiyle ilk genomları üretmesine neden oldu; bu, muhtemelen bağımsız olarak gelişen farklı progenot popülasyonlarında ortaya çıktı.

Dev virüslerin parazit hale gelen ilkel hücrelerden evrimleştiğini öne süren indirgeme hipotezinde, virüsler FUCA'dan sonra ve LUCA'dan önce evrimleşmiş olabilir.

 Progenotlar 
Progenotlar (ribositler veya ribohücreler (ribocell) olarak da adlandırılır)  hücrelerin ve LUCA'nın varlığından önce yoğun bir genetik bilgi alışverişi gerçekleştirebilen yarı açık veya açık biyolojik sistemlerdir. Progenot terimi, Carl Woese tarafından 1977'de  üç üst-alem sistemi(bakteri, arke ve ökaryotlar) kavramını ortaya attığı ve her alanın farklı bir progenottan kaynaklandığını öne sürdüğü sıralarda icat edildi. Terimin anlamı zamanla değişti. 1980'lerde Doolittle ve Darnell, progenot kelimesini her üç üst-alem sisteminin de atası olarak adlandırmak için kullandılar; artık son evrensel ortak ata (LUCA) olarak adlandırılıyor.

Ribosit ve ribohücre (ribocell) terimleri  kendi kendini kopyalayan RNA'ya sahip ancak DNA'sı olmayan varsayımsal hücresel organizmalar olan ve  olağan DNA genomu yerine bir RNA genomuna sahip olan varsayımsal hücresel organizmalar olan protoribozomlar, ilkel ribozomlar olarak progenotları ifade eder. Carl Woese'nin hücresel evrimin Darwinci eşik döneminde, progenotların da bilgi molekülü olarak DNA yerine RNA'ya sahip olduğu düşünülüyor.

Ribozomun, kendi kendini kopyalayan makineler olan eski ribositlerden, bir translasyon makinesi olarak mevcut biçimine evrimi, kendi kendini kopyalama kapasitesini artırmak amacıyla proteinleri ribozomun kendi kendini kopyalayan mekanizmalarına dahil etme konusundaki seçici baskı olabilir. Ribozomal RNA'nın, progenotlar zamanında hücrelerden veya virüslerden önce ortaya çıktığı düşünülmektedir.

Progenotlar FUCA'dan oluşmuştur ve bunların soyundan gelmektedir  ve FUCA'nın, biyolojik sistemlerin ilk organizasyonu ile progenotların olgunlaşması arasındaki süreci organize ettiği düşünülmektedir. Progenotlar, biyolojik sistemlerin ortaya çıktığı ve başlangıçta bir araya geldiği Progenot çağında baskınlardı. Progenote çağı , RNA dünyasının ve Peptid dünyasının biyotik öncesi çağından sonra, ancak organizmaların ve virüsler, bakteriler ve arkeler gibi olgun biyolojik sistemlerin çağından önce gerçekleşecekti.

En başarılı progenot popülasyonları muhtemelen karbonhidratları, amino asitleri ve diğer ara metabolitleri ve kofaktörleri bağlayıp işleyebilenlerdi. Progenotlarda membranlarla bölümlendirme henüz tamamlanmamıştı ve proteinlerin çevirisi kesin değildi. Her progenotun kendi metabolizması yoktu; farklı progenotlarda farklı metabolik adımlar mevcuttu. Dolayısıyla toplu olarak işbirliği yapmaya başlayan ve LUCA'ya ulaşan bir alt sistem topluluğunun var olduğu varsayılmaktadır.
 Ribositler ve virüsler 
Eosit hipotezinde, tüm eositlerin kökündeki organizma, RNA dünyasının bir ribositi olabilir. Hücresel DNA ve DNA kullanımı için bir "virüsten çıkış" senaryosu önerildi: DNA'da genetik bilginin depolanması, virüsler tarafından gerçekleştirilen ve daha sonra ribositlere iki kez aktarılan, bir kez onları bakteriye ve bir kez de arkelere dönüştüren bir yenilik olabilir.

Benzer şekilde, ökaryotların bir DNA Virüsünden evrimleştiğini teorileştiren bir hipotez olan viral ökaryogenezde, ribositler, DNA virüsü için eski bir konakçı olabilir. Ribositler genetik bilgilerini depolamak için RNA'yı kullandığından, virüsler başlangıçta konakçı ribositlerdeki RNA-yıkıcı enzimlere direnmenin bir yolu olarak DNA'yı benimsemiş olabilir. Dolayısıyla böyle yeni bir bileşenin katkısı, kloroplast veya mitokondrinin katkısı kadar önemli olabilir. Bu hipotezi takiben arkeler, bakteriler ve ökaryotların her biri DNA bilgi sistemini farklı bir virüsten elde etti.
 Ayrıca bakınız 

 Abiyogenez
 Alternatif abiogenez senaryoları
 Bilinen en eski yaşam formları
 RNP dünyası

 Kaynakça 

Kategori:CS1 maint: DOI inactive as of January 2024
Kategori:Filogenetik
Kategori:Genetik soybilim
Kategori:Evrimsel biyoloji
Kategori:Varsayımsal canlılar
Kategori:Yaşamın kökeni
Kategori:İncelenmemiş çeviri içeren sayfalar