Protokomórki (protobionty) to lipidowe pęcherzyki mające stanowić według niektórych biologów brakujące ogniwo pomiędzy materią nieożywioną a komórkami jakie znamy z dzisiejszego świata. Jak uważa się, mogły one powstawać w gorących źródłach, zwłaszcza przy udziale minerałów katalizujących reakcje syntezy RNA czy formowania pęcherzyków lipidowych, takich jak montmorylonit (należący do powszechnie występujących krzemianów).
Chociaż już dziesiątki lat temu udało się w laboratoriach otrzymać coś na kształt protokomórek, to dotychczas naukowcy nie potrafili zmusić ich do rozmnażania. Protokomórki okazywały się pod tym względem bardziej oporne niż np. pandy (przy których trzeba się ostro namęczyć by zaczęły się rozmnażać).
Japońskim uczonym udało się po raz pierwszy stworzyć protobionty zdolne do replikacji. W laboratorium udało im się uzyskać trzy pokolenia tych… no właśnie, czy stworzeń? Pomijając jednak jałowe spory o definicję życia, zerknijmy na to jak wygląda cykl reprodukcyjny japońskiej protokomórki.
Na początku dzieło Japończyków jest karmione pęcherzykami zawierającymi dNTP (trifosforany deoksynukleozydów), czyli budulec DNA. Żeby protokomórka mogła coś zjeść, potrzebna jest zmiana pH środowiska. Na szczęście w środowiskach podejrzewanych o bycie kolebkami życia o zmiany pH nie trudno. Kiedy protobiont zostaje już nakarmiony, możne przystąpić do replikacji swojego DNA. Ten proces potrzebuje z kolei cyklicznych zmian temperatury.
Kolejne etapy cyklu rozrodczego zachodzą już samodzielnie. Najpierw DNA łączy się ze specjalnymi lipidami i katalizatorem w błonie (protokomórkowej?), tworząc kompleks katalityczny. Kompleks katalizuje wytwarzanie lipidów błonowych z dostarczonego substratu. Na pewnym etapie rozwoju i rośnięcia błony protobionta następuje samoistny podział – i zamiast jednego protobionta mamy dwa.
Japoński model jest wciąż niedoskonały. Ma nietypowe wymagania pokarmowe. Potrzebuje ściśle określonych warunków środowiska. I co najważniejsze – nie potrafi wytworzyć niezbędnych białek. Z każdym podziałem w protokomórkach potomnych pozostaje więc mniej polimerazy DNA, czyli białka odpowiedzialnego za powielenie materiału genetycznego. Opracowane w kraju kwitnącej wiśni protokomórki, choć były zdolne do utworzenia tylko trzech pokoleń, wciąż są pierwszymi, którym replikacja w ogóle się udała. Są milowym krokiem na drodze prowadzącej ludzkość do stworzenia drugiej, zupełnie niezależnej linii ewolucyjnej, posadzenia na Ziemi drugiego drzewa życia.
[źródło i grafika: popsci.com]
