Крусиите научија да ферментираат шеќер во алкохол!

Крусиите научија да ферментираат шеќер во алкохол.

Тоа им помага да се справат со недостаток на кислород!

Научниците од Универзитетот во Осло открија какви молекуларни адаптации им дозволуваат на крстовите и нивните најблиски роднини, златните рипки, долго време без кислород. Се покажа дека поради удвојувањето на геномот кај крстовите, на располагање им биле дополнителни копии од ензимите на оксидативниот метаболизам на гликозата, кои ги претвориле во ензими на алкохолна ферментација. Наместо да ја оксидираат гликозата во јаглерод диоксид со учество на кислород, крстоносците научиле да ја претвораат во алкохол на ист начин како што тоа го прави квасецот. Статија објавена во Scientific Reports.

Огромното мнозинство `рбетници не можат долго време без кислород, но крапскиот крап (рибите од родот Carassius) е познат по нивната способност да одржува витална активност со часови, па дури и месеци во такви услови. Во потрага по објаснување за овој феномен, научниците открија дека крапскиот крап и нивните роднини златната рипка акумулираат прилично голема количина на етил алкохол во телото.

Етанолот е производ на оксидацијата на глукозата без кислород, процес познат како алкохолна ферментација. Во првата фаза, гликозата во реакциите на гликолиза се распаѓа на две пируватни молекули со формирање на мала количина на енергија во форма на АТП. Понатаму, ензимот пируват декарбоксилаза го претвора пируватот во ацеталдехид, кој се претвора во етанол со учество на алкохол дехидрогеназа.

На овој начин, квасецот добива енергија, практично без користење на митохондриите за ова и оксидационите реакции на пируватот, како што е оксидативната фосфорилација, кои се одвиваат во нив. Токму овој процес бара присуство на кислород. Ви овозможува да ја оксидирате молекулата на гликоза со максимален принос на АТП. Во овој случај, пируватот треба да се користи со учество на ензимот пируват дехидрогеназа.

Огромното мнозинство на `рбетници користат оксидативна фосфорилација за да генерираат енергија. Ако нема доволно кислород во ткивата, оксидацијата на гликозата се прекинува со гликолиза, а добиениот пируват се претвора во млечна киселина. Меѓутоа, при висока концентрација, тој е доста токсичен за ткивата, така што не можеме бескрајно да ја оксидираме гликозата без учество на кислород.

Норвешките научници открија дека во отсуство на кислород, наместо да го претвора пируватот во лактат, крапскиот крап го претвора во етанол користејќи реакции на алкохолна ферментација. Овој факт е изненадувачки по тоа што бара пируват декарбоксилаза, која `рбетниците ја немаат.Кај крапскиот крап, дополнителна форма на пируват дехидрогеназа се чини дека има слична активност. Пред осум милиони години, предците на модерните крстови и крапи имале удвојување на геномот, како резултат на што стекнале дополнителни копии на ензими.

Авторите на трудот ја истражувале промената во изразот на гените кои кодираат различни варијанти на подединиците на комплексот пируват дехидрогеназа кога крапскиот крап бил чуван во аквариум без кислород. Се испостави дека кај крапскиот крап, на кој не му било дозволено да дише, содржината на mRNA на „дополнителните“ форми на ензимот се зголемила за еден до два реда на големина во мускулите во споредба со другите органи. Во исто време, кај далечните роднини на крстовите - крапови, такво зголемување не беше забележано (треба да се забележи дека краповите исто така можат да сторат без кислород доста долго време, иако се далеку од крапови).

Изразување на изоформите на пируват дехидрогеназа субединицата во ткивата на крап, златна рипка и крапски крап. E1a3 - изоформа вклучена во ферментацијата

Научниците заклучија дека дополнителните изоформи на ензимот, кој кај сите други `рбетници, вклучително и рибите, функционира како пируват дехидрогеназа, стекнале способност да го претвораат пируватот во ацеталдехид кај претставниците на родот Carassius. Меѓутоа, за да се заврши реакцијата на ферментација, потребна е и алкохол дехидрогеназа. Во геномот на крапскиот крап, истражувачите пронајдоа три варијанти на соодветниот ген, кои се појавија, очигледно, и како резултат на дуплирање. Една од овие варијанти всушност била изразена во мускулите на рибата.

Добиениот алкохол од рибата, очигледно, едноставно се исфрла преку жабрите. Сепак, значителна количина од него сè уште се акумулира во ткивата, што ги прави крапот и златната рипка атрактивен предмет за проучување на механизмите на толеранција на етанол. Големото снабдување со гликоген во црниот дроб им овозможува на рибата да одржува минимално ниво на витална активност долго време.

Така, во процесот на еволуција, крапскиот крап и златната рипка стекнале способност, единствена за `рбетниците, да користат гликоза за да формираат алкохол и на тој начин да прават без оксидативна фосфорилација, а со тоа и без кислород. Ова им овозможи на крстовите да населат еколошки ниши несоодветни за други видови, на пример, мали езерца, кои целосно замрзнуваат во зима и прераснуваат во лето.

Научниците неодамна открија дека голите кртови стаорци, исто така, можат некое време без кислород. Во тоа им помогнала метаболичката карактеристика карактеристична за растенијата.

Видео приказна за златна рипка и крап

+