Prokaryot mu, Ökaryot mu? Derin Denizlerde Prokaryotlar ile Ökaryotlar Arasında Geçiş Türü Olan Bir Mikroorganizma Keşfedildi!

Canlılar, iki büyük alan (İng: "domain") içerisinde sınıflandırılırlar: prokaryotlar ve ökaryotlar. Daha sonraki zamanlarda Carl Woese ve arkadaşları, Prokaryot alanını Bakteriler (Bacteria) ve Arkeler (Archea) olmak üzere ikiye ayrılmış ve böylece 3 alanlı (Bacteria, Archea ve Eukarya) bir sınıflandırmaya geçilmiştir.

Prokaryotlar daha "ilkel" veya "öncül" olarak değerlendirilirler. Gerçek bir çekirdek zarları, hücre zarına bağlı organelleri yoktur. Genetik materyalin bulunduğu hücre bölgesine "çekirdeğimsi" anlamına gelen "nükleoit" denir (öte yandan ökyaryotlarda belirgin bir çekirdek vardır). Ribozomları, ökaryotik ribozomlara (40S ve 60S) göre daha küçüktür (30S ve 50S).

Ökaryotlarda prokaryotlardan farklı olarak hücre iskelet elemanları (mikrofilament, ara filament ve mikrotübül) ve zarlı organeller bulunur. Bu da ökaryotik hücreyi daha düzenli ve organize kılar. Ayrıca ökaryotlar, çift zarlı mitokondri ve kloroplast organellerini de bulundurabilir. Daha önceden de izah ettiğimiz gibi Endosimbiyotik Teori, prokaryotlardan ökaryotların evrimini başarıyla açıklayan teoridir.

Her ne kadar bilim insanları uzun süredir ökaryotların prokaryotlardan evrimleştiğini düşünseler de, bu geçişi net bir şekilde gösterebilen bir ara formu tespit edememişlerdi! Bu nedenle ökaryotların prokaryotlardan tam olarak nasıl evrimleştiği konusu, biyolojinin en ilginç ve gizemli sahalarından birisi olarak kalmıştı. 2012 yılında yapılan benzersiz bir keşif, bu muammayı aydınlatma yönünde önemli bir adım oldu.

Derinlerde Bir Mikroorganizma: Parakaryon myojinensis

Japonya’nın güneydoğusundaki takımadaların bir parçası olan Aogashima Adası'nın yakınlarında, 1240 metre derinlikte Myojin Knoll su altı volkanındaki hidrotermal bacalarında yaşayan ve hücresel özellik bakımından hem prokaryottan hem ökaryottan izler taşıyan ara form kabul edebileceğimiz bir canlı keşfedildi: Parakaryon myojinensis.^[1]

M. Yamaguchi

ResearchGate

Bu keşifte elektron mikroskobu ve yapı analizlerinden (İng: "structome analysis") yararlanılarak, organizmanın 10 mikrometre uzunluğunda ve 3 mikrometre çapında olduğu anlaşıldı. Bir diğer deyişle yeni keşfedilen tür, Escherichia coli bakterisinden yaklaşık 100 kat daha büyüktür. Çıplak DNA filamentleri içeren tek zarlı bir nükleoit ve endosimbiyontlar barındırmaktadır; ancak mitokondrisi yoktur.

Prokaryot ve ökaryot canlılar arasında harika bir geçiş özelliği gösterdiği için, keşfedildiği yere de atıfta bulunarak türe "Myojin parakaryotu" anlamında Parakaryon myojinensis ismi verildi. Bu isimlendirmede Pará kelimesi Yunancada "ara" anlamına gelirken, káryon kelimesi Yunancada "çekirdek" anlamına gelir. Yani keşfedilen tür, tam da evrimsel biyolojinin öngördüğü üzere, prokaryotlar ile ökaryotlar arasında bir geçiş türüdür.

Prokaryotlar, genellikle metabolik faaliyetlerinin difüzyona bağımlı olmasından ötürü sadece birkaç mikrometre büyüklüğündedirler. P. myojinensis, prokaryotlara ait hücre büyüklüğü sınırlarını aştığı için, hücre içerisinde maddenin taşımasını sağlayan bir mekanizmanın evrimleşmiş olması beklenmektedir. Henüz bu tür bir mekanizmanın var olup olmadığı bilinmemektedir.

P. myojinensis türünün en belirgin özelliği, hücrenin %40'ını kaplayan, büyük nükleoididir. Örneğin maya mantarlarının çekirdeği, hücrenin sadece %7-11 civarını kaplar. Endosimbiyonlar, P. miyojinensis'in hücre hacminin %5'ini kaplamaktadır - ki bu, S. cerevisae (%2) ile E. dermatitidis (%10) arasında bir değerdir. Bu endosimbiyontların hücre içindeki görevi hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Araştırmacılar, bu türün kökeniyle ilgili olarak şöyle yazıyorlar:

"Parakaryon myojinensis", göreli olarak daha iri bir prokaryot ile daha ufak bir bakterinin endosimbiyotik evrimi sonucu ortaya çıkmış, muhtemelen stabil bir simbiyotik türdür. Hatta prokaryotlar ile ökaryotlar arasındaki bir geçiş türünün torunu bile olabilir. "P. myojinensis"in atasında muhtemelen hücre duvarı yoktu ve bu sayede bakterileri içine alması mümkün oluyordu. "P. myojinensis"in karmaşık sitomembran sistemine ve endosimbiyontları içeren fagozom-benzeri organellerine bakılacak olursa, o dönemlerde yaşamış olan atanın fagositoz mekanizması oldukça gelişmiş olabilir. "Parakaryon myojinensis", muhtemelen endosimbiyotik süreç tamamlandıktan sonra hücre duvarına kavuşmuştur. Ayrıca, her ne kadar "P. myojinensis" içindeki endosimbiyontlarda hücre duvarı olmasa da, ilk olarak konak tarafından yutulduklarında hücre duvarına sahip olma ihtimalleri vardır. Bu hücre duvarları, uzun dönem simbiyoz dolayısıyla zamanla yitirilmiş olabilir.