نظام النطاقين
المفهوم > تطور حقيقيات النوى من العتائق

يفترض نظام النطاقات الثلاثة أن حقيقيات النوى ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالعتائق أكثر من ارتباطها بالبكتيريا وأنها مجموعة شقيقة للعتائق، وبالتالي، فإنه يعاملها كنطاق منفصل. ومع اكتشاف المزيد من العتائق الجديدة في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبح هذا التمييز موضع شك حيث أصبحت حقيقيات النوى متداخلة بشكل عميق داخل العتائق. إضافة إلى ذلك، فقد تم دعم أصل حقيقيات النوى من العتائق، أي أن الاثنين ينتميان إلى نفس المجموعة الأكبر، من خلال دراسات تعتمد على تسلسل بروتين الريبوسوم والتحليلات التطورية في عام 2004. كما اقترح التحليل الجينومي لنحو 6000 مجموعة جينية من 185 جينوم بكتيري وعتيق وحقيقي النواة في عام 2007 أيضًا أصل حقيقيات النوى من العتائق العريضة(Euryarchaeota (على وجه التحديد النوعThermoplasmatales ).
في عام 2008، أجرى باحثون من متحف التاريخ الطبيعي في لندن وجامعة نيوكاسل تحليلاً شاملاً لـ 53 جينًا من العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى، والتي تضمنت مكونات أساسية لآليات تكرار الأحماض النووية والنسخ والترجمة. كان الاستنتاج هو أن حقيقيات النوى تطورت من العتائق، وتحديدًا من العتائق المصدرية (الخلايا البدائية) والنتائج "تؤيد طوبولوجيا تدعم فرضية الخلايا البدائية بدلًا من النمط الأحادي للبكتيريا البدائية وشجرة الحياة ذات النطاقات الثلاثة." كما وجدت دراسة أجريت في نفس الوقت تقريبًا العديد من الجينات المشتركة بين حقيقيات النوى والعتائق المصدرية نتيجة لذلك، تدعم هذه الأدلة المتراكمة نظام النطاقين بقوة.
وفي عام 2019، توصلت الأبحاث التي أجراها جيرجلي جيه سولوسي، الأستاذ المساعد في ELTE، إلى أن النطاقين يعتبر هو النظام الصحيح. حيث ارتكزت الدراسات التي أجريت على محاكاة لأكثر من 3000 عائلة جينية. وخلصت الدراسة إلى أن حقيقيات النوى ربما تطورت من بكتيريا دخلت مضيفًا من آسجارد (ربما من شعبة هايمدالاركايوتا ).
أحد مميزات نطاق حقيقيات النوى في نظام النطاقات الثلاثة هو أن حقيقيات النوى تحتوي على بروتينات فريدة مثل الأكتين ( خيوط دقيقة هيكلية خلوية تشارك في حركة الخلية)، والتوبولين (مكون الهيكل الخلوي الكبير، الأنابيب الدقيقة ) ونظام اليوبيكويتين (تحلل البروتين وإعادة تدويره) والتي لا توجد في بدائيات النوى. ومع ذلك، فإن ما يسمى بـ "بروتينات التوقيع حقيقية النواة" مشفرة في جينومات العتائق تلك(TACK) (التي تضم شعبة العتائق العجيبة(Thaumarchaeota )و العتائق الفجرية (Aigarchaeota )والعتائق المصدرية (Crenarchaeota) وKorarchaeota )، ولكنها غير مشفرة في جينومات العتائق الأخرى. كانت البروتينات حقيقية النواة الأولى التي تم تحديدها في العتائق المصدرية هي الأكتين والبروتينات المرتبطة بالأكتين (Arp) 2 و3، وهو ما يفسر ربما أصل حقيقيات النوى عن طريق البلعمة التكافلية، حيث كان لدى المضيف القديم آلية تعتمد على الأكتين لتغليف الخلايا الأخرى، مثل البكتيريا البدائية الميتوكوندريا.
تم العثور على بروتينات شبيهة بالأنابيب تسمى أرتوبولين( artubulins)في جينومات العديد من العتائق العجيبة المؤكسدة للأمونيوم. تم العثور على مجمعات الفرز الداخلي المطلوبة للنقل ( ESCRT III)، والتي تشارك في انقسام الخلايا حقيقية النواة، في جميع مجموعات تاك(TACK). تشكل البروتينات الشبيهة بـ ESCRT-III نظام الانقسام الخلوي الأساسي في هذه العتائق. الجينات التي تشفر نظام اليوبيكويتين معروفة من جينومات متعددة من Aigarchaeota. يوجد أيضًا في Crenarchaeota بروتين مرتبط باليوبيكويتين يسمى Urm1. إن نظام تكرار الحمض النووي (بروتينات GINS) في Crenarchaeota وHalobacteria يشبه مجمع CMG (CDC45، MCM، GINS) في حقيقيات النوى.لذلك، يشير وجود هذه البروتينات حقيقية النواة في العتائق إلى علاقتها المباشرة وأن حقيقيات النواة نشأت من العتائق.