الفصل 5 من السؤال الحيوي: لماذا البكتيريا بسيطة نسبيا ، في حين أن حقيقيات النوى أدت إلى ظهور كل التعقيد الرائع الذي نراه من حولنا؟ عادة ما تكون حقيقيات النوى أكبر بمقدار 1000 مرة من حيث الحجم وحجم الجينوم. وبالطبع أدى إلى التقسيم الداخلي ، وتعدد الخلايا ، والجنس ، والكثير من الأشياء الأخرى إليك نظرية خاطئة بمهارة: الأمر كله يتعلق بنسب مساحة السطح إلى الحجم. تولد حقيقيات النوى الطاقة في الميتوكوندريا (التي تتسع كميتها مع حجم الخلية). تولد بدائيات النوى الطاقة على طول سطح غشاء الخلية (نظرا لعدم احتوائها على عضية داخلية مثل الميتوكوندريا لتوليد وتخزين تدرجات البروتون التي تغذي الحياة). تتسع مساحة السطح (المعروفة أيضا باسم إنتاج طاقة البكتيريا) تربيعيا مع نصف القطر ، بينما يتدرج الحجم (المعروف أيضا باسم استهلاك الطاقة) بشكل مكعب. لذلك ، لا يمكن أن تصبح البكتيريا كبيرة ، وبالتالي لا يمكن أن تولد الكثير من التعقيد. لكننا نعلم أنه من الممكن تماما طي الأغشية بجميع أنواع الطرق الغريبة لزيادة نسبة مساحة السطح / الحجم. ونحن نعلم أن البكتيريا يمكن أن تخلق فجوات في الداخل (حيث يفترض أنها يمكن أن تخزن تدرج البروتون). لماذا لم تستفيد البكتيريا من هذه الحيل لتوسيع نطاق سلم التعقيد؟ يوضح لين أن الميزة الرئيسية لحقيقيات النوى هي أن جينوم الميتوكوندريا يختلف عن الجينوم البكتيري (ويرجع ذلك بالطبع إلى حدث التعايش الداخلي الذي اجتاح السلف البكتيري للميتوكوندريا). لسبب ما لا أفهمه تماما ، يجب أن يكون هناك تحكم محلي فائق في تفاعلات الأكسدة والاختزال في سلسلة نقل الإلكترون التي تدفع التنفس. أنت بحاجة إلى الجينات ذات الصلة في الموقع. تمتلك الميتوكوندريا بالفعل جينوماتها الداخلية والريبوسومات لتنظيم عملها. إذا أصبحت الخلية البكتيرية أكبر بكثير ، فستحتاج إلى تخزين نسخ من الجينات ذات الصلة بالقرب من الغشاء. لكن البكتيريا ليس لديها طريقة لإجراء تخفيضات محددة في الجينوم. لذلك سيحتاجون إلى نسخ الجينوم بالكامل عبر الغشاء بأكمله عدة مرات. وأيضا تخزين العديد من نسخ الريبوسومات والبنية التحتية الأخرى. هذا ببساطة غير عملي. يوضح أيضا أنه بمرور الوقت ، انجرفت معظم جينات الميتوكوندريا الأصلية إلى النواة لأنه من الأفضل الاحتفاظ بنسخة واحدة هناك. وفقط تلك التي كانت ضرورية للغاية محليا يتم الاحتفاظ بها في الميتوكوندريا. من الأفضل ترك الآلية الدقيقة لهذا الانجراف ، وكيف أدى إلى تطور الغشاء النووي والكروموسومات الخطية الفردية ، للكتاب. أسئلة لنيك لين: - لماذا تعتبر الميتوكوندريا العضية الوحيدة التي تحتاج إلى أن يكون لها جينوم خاص بها في الموقع؟ هل ستستفيد العضيات الأخرى أيضا من السيطرة المحلية ولكن ليس لديها هذا التاريخ التعازي الداخلي الفريد الذي كان من الممكن أن يؤدي إلى جينوماتها الخاصة؟ أم أن دورة كريبس معقدة وهشة للغاية لدرجة أنك تحتاج إلى الاستجابة للاضطرابات في الموقع مباشرة؟ - لماذا لم يكن هناك المزيد من أحداث التعايش الداخلي؟