Karasi a învățat să fermenteze zahărul în alcool!
Karasi a învățat să fermenteze zahărul în alcool.
Îi ajută să supraviețuiască deficienței de oxigen.!
Oamenii de știință de la Universitatea din Oslo au aflat ce adaptări moleculare permit peștilor de aur și rudelor lor apropiate să meargă fără oxigen mult timp. S-a dovedit că, datorită dublarii genomului crapului crucian, au fost disponibile copii suplimentare ale enzimelor metabolismului oxidativ al glucozei, pe care le-au transformat în enzime ale fermentației alcoolice. În loc să oxideze glucoza la dioxidul de carbon cu participarea oxigenului, crucii au învățat să o transforme în alcool în același mod în care face drojdia. Articol publicat în Rapoarte științifice.
Marea majoritate a vertebratelor nu se poate descurca fără oxigen mult timp, dar crapul crucian (pește din genul Carassius) este cunoscut pentru capacitatea lor de a menține activitatea vitală în astfel de condiții timp de ore și chiar luni. În căutarea unei explicații pentru acest fenomen, oamenii de știință au descoperit că crucii și rudele lor, peștele de aur, acumulează o cantitate destul de mare de alcool etilic în organism..
Etanolul este un produs al oxidării fără oxigen a glucozei, proces cunoscut sub numele de fermentație alcoolică. În prima etapă, glucoza din reacțiile glicolizei se descompun în două molecule de piruvat cu formarea unei cantități mici de energie sub formă de ATP. Apoi enzima piruvat decarboxilază transformă piruvatul în acetaldehidă, care este transformat în etanol cu participarea alcool dehidrogenazei.
În acest fel, energia de drojdie este obținută, practic fără a folosi mitocondrii și reacțiile de oxidare piruvat care au loc în ele, cum ar fi fosforilarea oxidativă. Acest proces este cel care necesită prezența oxigenului. Vă permite să oxidați o moleculă de glucoză cu un randament maxim de ATP. În acest caz, piruvatul trebuie eliminat cu enzima piruvat dehidrogenază..
Marea majoritate a vertebratelor utilizează fosforilarea oxidativă pentru a genera energie. Dacă nu există suficient oxigen în țesuturi, oxidarea glucozei se oprește la glicoliză, iar piruvatul format se transformă în acid lactic. Cu toate acestea, în concentrații mari, este suficient de toxic pentru țesuturi, astfel încât nu putem oxida la nesfârșit glucoza fără oxigen.
Oamenii de știință norvegieni au descoperit că crucii în absența oxigenului, în loc să transforme piruvatul în lactat, îl transformă în etanol folosind reacții de fermentare alcoolică. Acest fapt este surprinzător prin faptul că necesită piruvat decarboxilază, pe care vertebrele nu le au. În crapul crucian, o formă suplimentară de piruvat dehidrogenază pare să aibă o activitate similară. În urmă cu opt milioane de ani, strămoșii creștinilor și crapilor moderni au experimentat o dublare a genomului, în urma căreia au achiziționat copii suplimentare de enzime.
Autorii au investigat schimbarea expresiei genelor care codifică diferite variante ale subunităților complexului de piruvat dehidrogenază, când conținutul crapului crucian într-un acvariu fără oxigen. S-a dovedit că la crucii care nu au voie să respire, conținutul de ARNm al formelor „suplimentare” ale enzimei a crescut cu unul sau două ordine de mărime în mușchi, comparativ cu alte organe. În același timp, rudele îndepărtate ale crapului cranian - crap, nu au observat o astfel de creștere (trebuie menționat că crapul se poate descurca și fără oxigen o perioadă destul de îndelungată, deși sunt departe de crapul crucian).
Expresia izoformelor subunității piruvate dehidrogenazei din crap, pești de aur și țesuturile cruciene. E1a3 - izoformă implicată în fermentație
Oamenii de știință au ajuns la concluzia că izoforme suplimentare ale enzimei, care în toate celelalte vertebrate, inclusiv peștele, funcționează ca piruvat dehidrogenază, au dobândit capacitatea lui Carassius de a converti piruvatul în acetaldehidă. Cu toate acestea, pentru a finaliza reacția de fermentare, alcoolul dehidrogenază este de asemenea necesar. În genomul crucian, cercetătorii au descoperit trei variante ale genei corespunzătoare, care au apărut, aparent, și ca urmare a duplicării. Una dintre aceste variante a fost exprimată într-adevăr în mușchii peștilor..
Aparent, alcoolul de pește rezultat este, pur și simplu, excretat prin branhii. Cu toate acestea, o cantitate semnificativă se acumulează încă în țesuturi, ceea ce face ca crapul și peștele de aur să fie un obiect atractiv pentru studierea mecanismelor de toleranță la etanol. O cantitate mare de glicogen în ficat permite peștilor să mențină un nivel minim de activitate vitală pentru o perioadă destul de lungă de timp..
Astfel, în procesul de evoluție, crucii și peștele de aur au dobândit o abilitate unică pentru vertebrați de a utiliza glucoza cu formarea alcoolului și, astfel, fără fosforilarea oxidativă și, prin urmare, fără oxigen. Acest lucru a permis crapului crucian să populeze nișe ecologice improprii pentru alte specii, de exemplu, micile iazuri care îngheață complet iarna și depășesc vara..
Recent, oamenii de știință au descoperit că șobolanii aluniți goi sunt capabili de ceva timp să se descurce fără oxigen. În acest sens, au fost ajutați de o caracteristică a metabolismului caracteristică plantelor..
Poveste video despre pești de aur și crapuri
