Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Wetenschappers lossen raadsel rond energiecentrale van de cel op

Voor het eerst is het gelukt om een van de grote sprongen voorwaarts van de evolutie te reconstrueren: de ontwikkeling van mitochondriën, die onze cellen hun energie geven.

Shutterstock

Amerikaanse wetenschappers hebben een belangrijke stap in de evolutiegeschiedenis gereconstrueerd: de vorming van de energiecentrales van de cel, zogeheten mitochondriën.

Deze energiecentrales bevinden zich buiten de celkern, worden omsloten door een membraan en bevatten hun eigen DNA, waardoor het net kleine, zelfstandige organismen zijn. En dat waren het vermoedelijk ook ooit.

Samenwerking leverde nieuwe levensvormen op

Biologen vermoeden dat de voorlopers van mitochondriën bacteriën waren die zo’n 1,5 miljard jaar geleden werden ingevangen in andere cellen. Toen bestond er alleen nog eencellig leven op aarde.

De twee micro-organismen versmolten en gingen een samenwerking aan, die van groot belang zou worden voor het verloop van de evolutie. Deze samenwerking leidde namelijk tot het ontstaan van zogeheten eukaryote cellen, waar alle meercellige levensvormen uit bestaan.

De onderzoekers brachten colibacteriën in in gistcellen en lieten ze 40 generaties lang fungeren als mitochondriën. De pijl wijst naar een colibacterie (paars) in een gistcel.

© Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Wetenschappers van het Scripps Research Institute in Californië, VS hebben dit proces nu nagebootst door colibacteriën in te brengen in gistcellen en een aantal genen van beide organismen zo te manipuleren dat ze afhankelijk van elkaar werden.

Het werd de gistcellen onmogelijk gemaakt om zelf het energiemolecuul ATP te produceren, waardoor ze door de bacteriën van energie moesten worden voorzien. Op hun beurt konden de bacteriën geen vitamine B meer vormen, zodat ze die van hun gastheer moesten krijgen.

Zo wekten de wetenschappers energie op in de cellen:

1. Bacterie kan geen vitamine B maken

Een colibacterie (rood) wordt zodanig genetisch gemodificeerd dat hij geen vitamine B meer kan produceren, en hij krijgt beschermende eiwitten in het celmembraan.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

2. Gistcel heeft energietekort

Een gistcel (blauw, groot) wordt ook gemodificeerd, waarna de mitochondriën (met kruisje) buiten werking worden gesteld. De cel kan daardoor niet de energie produceren die hij nodig heeft.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

3. Vijanden worden vrienden

De wetenschappers plaatsen de colibacterie in de gistcel. Normaal zou de cel de bacterie afbreken, maar de beschermende eiwitten voorkomen dat de bacterie opgeslokt wordt.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

4. Bacterie voorziet gistcel van energie

De colibacterie en de gistcel gaan een samenwerking aan en de gistcel krijgt energie van de bacterie in de vorm van ATP-moleculen (rode bolletjes).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

5. Gistcel voorziet bacterie van vitaminen

Dankzij de samenwerking van de gistcel en de colibacterie krijgt de bacterie de vitamine B die hij zelf niet kan vormen (blauwe bolletjes).

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

6. Symbiose wordt erfelijk

De bacterie en de cel kunnen niet zonder elkaar en vormen nu één organisme. Deze symbiose wordt doorgegeven wanneer de cel zich deelt om nieuwe generaties te maken.

Shutterstock & Paul Webster/Oak Crest Institute of Science

Onze cellen waren ooit verzwakte bacteriën

Het experiment slaagde, en de organismen gingen dezelfde symbiose aan die we vandaag de dag in onze cellen zien. De samenwerking op celniveau werd doorgegeven aan de volgende generaties wanneer de cellen zich deelden.

De proef toont aan dat de voorlopers van onze cellen mogelijk verzwakte bacteriën en primitieve cellen waren die 1,5 miljard jaar geleden het nut van een samenwerking inzagen.

Lees ook:

Verschillende bloedgroepen – man doneert bloed
Bloedsomloop

Daarom zijn er verschillende bloedgroepen

4 minuten
Gebroken bot
Lichaam

Q & A: Hoe geneest een botbreuk?

3 minuten
Bloedsomloop

Nieuwe ontdekking: Zo kunnen astronauten in winterslaap

3 minuten

Log in

Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
Toon Verberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!

Reset wachtwoord

Geef je mailadres op, dan krijg je een e-mail met aanwijzingen voor het resetten van je wachtwoord.
Ongeldig e-mailadres

Voer je wachtwoord in

We hebben een mail met een wachtwoord gestuurd naar

Nieuw wachtwoord

Enter a password with at least 6 characters.

Wachtwoord vereist
Toon Verberg