Караси научио да ферментира шећер у алкохол!
Караси је научио да ферментира шећер у алкохол.
Помаже им да преживе недостатак кисеоника.!
Научници са Универзитета у Ослу открили су које молекуларне адаптације омогућавају да златне рибице и њихови блиски рођаци дуго времена остају без кисеоника. Показало се да су захваљујући удвостручењу генома крсташа доступне додатне копије ензима оксидативног метаболизма глукозе, које су претвориле у ензиме алкохолне ферментације. Уместо да оксидирају глукозу до угљен-диоксида уз учешће кисеоника, цруцианс су научили да га претварају у алкохол на готово исти начин као и квас. Чланак објављен у научним извештајима.
Огромна већина краљежњака не може дуго без кисеоника, али су крсти шарани (рибе рода Царассиус) познати по својој способности да одржавају виталну активност у таквим условима сатима, па чак и месецима. У потрази за објашњењем ове појаве, научници су открили да крсташи и њихова родбина, златне рибице, акумулирају у организму прилично велику количину етилног алкохола..
Етанол је продукт оксидације глукозе без кисеоника, процеса познатог као алкохолна ферментација. У првом стадијуму глукоза у реакцијама гликолизе разграђује се на два молекула пирувата са стварањем мале количине енергије у облику АТП-а. Тада ензим пируват декарбоксилаза претвара пируват у ацеталдехид који се претвара у етанол уз учешће алкохол дехидрогеназе.
На овај начин се добија енергија квасца, практично без употребе митохондрија и реакција оксидације пирувата који се одвијају у њима, као што је оксидативна фосфорилација. Управо тај процес захтева присуство кисеоника. Омогућава вам оксидацију молекула глукозе са максималним приносом АТП-а. Пируват се у том случају мора збринути са ензимом пируват дехидрогеназе..
Огромна већина краљежњака користи оксидативну фосфорилацију за производњу енергије. Ако у ткивима нема довољно кисеоника, оксидација глукозе престаје при гликолизи, а настали пируват претвара се у млечну киселину. Међутим, у високим концентрацијама је довољно токсичан за ткива, тако да не можемо бесконачно оксидирати глукозу без кисеоника.
Норвешки научници открили су да крсташи у недостатку кисеоника, уместо да пируват претворе у лактат, претварају га у етанол користећи алкохолне реакције ферментације. Ова чињеница је изненађујућа јер захтева пируват декарбоксилазу, коју кичмењаци немају. Чини се да код крчког шарана додатни облик пируват дехидрогеназе има сличну активност. Пре осам милиона година, преци савремених крсташа и шарана доживели су удвостручавање генома, услед чега су добили додатне копије ензима.
Аутори су истраживали промену експресије гена који кодирају различите варијанте подјединица комплекса пируват дехидрогеназе, када је садржај крстанског шарана у акваријуму без кисеоника. Показало се да је код крсташа којима није било дозвољено дисање садржај мРНА у „додатним“ облицима ензима порастао за један или два реда величине у мишићима у поређењу с другим органима. У исто време, далеки рођаци крсташног шарана - нису приметили оволики пораст (треба напоменути да шаран може дуго да ради и без кисеоника, мада су далеко од крсташког шарана)..
Експресија изоформе подјединице пируват дехидрогеназе у ткивима шарана, златних рибица и крсташа. Е1а3 - изоформа укључена у ферментацију
Научници су закључили да су додатни изоформи ензима који у свим другим кичмењацима, укључујући рибе, делују као пируват дехидрогеназа, стекли способност Царассиуса да претвара пируват у ацеталдехид. Међутим, да би се завршила реакција ферментације, неопходна је и алкохол дехидрогеназа. У геному крсташа, истраживачи су пронашли три варијанте одговарајућег гена, који су се, изгледа, појавили и као последица дуплирања. Једна од ових варијанти заиста се изразила у мишићима рибе..
Чини се да настали рибљи алкохол једноставно излучи кроз шкрге. Међутим, значајна количина тог материјала се и даље акумулира у ткивима, што чини шарана и златне рибице атрактивним предметом за проучавање механизама толеранције на етанол. Велика количина гликогена у јетри омогућава рибама да дуже време одржавају минималан ниво виталне активности..
Тако су у процесу еволуције шаржани и златне рибице стекли јединствену способност за кичмењаке да користе глукозу уз стварање алкохола и на тај начин раде без оксидативне фосфорилације, а самим тим и без кисеоника. То је омогућило да крсташ шаран посели еколошке нише које нису погодне за друге врсте, на пример, мали рибњаци који се зими потпуно смрзавају, а љети обрасту..
Недавно су научници открили да су и голи мол пацови већ неко време без кисеоника. У томе им је помогло обележје метаболизма карактеристично за биљке..
Видео прича о златним рибицама и шаранима
