Soluhengityksen evoluutio?

Kun kerran evoluutio on JO todistettu fakta, niin varmaan soluhengityksen graduaalinen kehityskin toimivin välimuodoin on selvitetty?

Soluhengityksen mekanismista uutta tietoa
10.04.2006, klo 23.00

Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutin tutkijat ovat selvittäneet ensimmäistä kertaa soluhengitykseen liittyvän osareaktion mekanismia.

Hengitys kuten sen normaalisti tunnemme, on vasta alkusoittoa hapen varsinaiselle käytölle soluissa. Verenkierron mukana happi kulkeutuu elimistön soluihin, joissa happi käytetään. "Soluhengitys on se varsinainen tapa, jolla hengittämämme happi kulutetaan soluissa", akatemiaprofessori Mårten Wikström kertoo.

Niin kutsuttu hengitysentsyymi katalysoi, eli laittaa liikkeelle, lähes kaiken hapen kulutuksen. Soluelimen kalvolla entsyymi toimii protonipumppuna, joka siirtää sisäpuolella olevia protoneita kalvon ulkopuolelle. Näin se myös tallentaa hapenkulutuksessa saadun energian solun käyttöön.

Tutkimukset paljastivat, miten protonipumpun toiminta ja hengitysentsyymin katalysoima hapen pelkistäminen liittyvät toisiinsa. Hapen pelkistyessä tämä elektroninsiirtoreaktio käynnistää pumpun toiminnan ensimmäisen vaiheen. Tästä soluhengityksen mekanismista ei ole tiedetty aiemmin.

"Kolmekymmentä vuotta sitten osoitettiin, että soluhengitysentsyymi toimii protonipumppuna ja tallentaa energian tällä tavalla, mutta siitä mekanismista, miten se tapahtuu molekyyli- ja atomitasolla ei ole ollut mitään aavistusta", Wikström selittää: "Nyt ensimmäistä kertaa selvitimme sitä osareaktiota entsyymissä, joka starttaa pumpputoiminnan ja tämä on edellytys sen pumpun varsinaisen mekanismin ymmärtämiselle".

Soluhengitys tapahtuu mitokondriossa, joka on suljettu biologinen kalvojärjestelmä solun sisällä. Mitokondrion kalvossa hengitysentsyymi muuntaa hapen pelkistämisestä saadun energian sähköpotentiaalieroksi biologisen kalvon yli: "Tällä tavalla se ikään kuin varaa patteria, jota myöhemmin käytetään hyväksi ATP-synteesiin", Wikström sanoo. ATP eli adenosiinitrifosfaatti on kaikkien solujen käyttämä energianlähde.

Mitokondrion pinnalla toinen entsyymijärjestelmä valmistaa ATP:ta ja se pystyy käyttämään sähköpotentiaalieroa hyväkseen ja siirtämään protoneja taas vastakkaiseen suuntaan, takaisin tämän pussin sisäpuolelle: "Tämä reaktio puolestaan kytkeytyy ATP-synteesiin ja näin syntyy tämmöinen sähköpiiri, jossa patterina toimii hengitysentsyymi ja ikään kuin moottorina tämä ATP:ta syntetisoiva entsyymi. Tässä sähköpiirissä ei kulje elektroneja kuten tavanomaisessa sähköpiirissä, vaan protoneja", selvittää Wikström hengitysentsyymin merkitystä.

Hengitysentsyymi sisältää noin tuhat aminohappoa ja se on suhteellisen monimutkainen järjestelmä. Aminohappojen lisäksi rakenteessa on vielä neljä metallikeskusta (kuparia ja rautaa), joiden tehtävänä on siirtää elektroneja hapetetusta ravintoaineesta hapelle. Niiden osittainen merkitys on myös sitoa happi entsyymin aktiiviseen kohtaan, jossa happi pelkistetään vedeksi.

(Radion tiedeuutiset, Helsingin yliopisto, Nature)

http://www.yleradio1.fi/tiede/tiedeuutiset/id5437.shtml

Mistä lähtien sähköpiirejä on syntynyt itsestään?