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Auteur: Yuan Yue

Après des années d'évolution, est maintenant dans les cellules eucaryotes contiennent deux génome séparés, la plupart des protéines du génome mitochondrial nucléaire responsable du codage du génome mitochondrial sont responsables de codant pour des protéines mitochondriales que plusieurs des plus importants, il doit être combiné ensemble pour assembler en une mitochondries complète. Cependant, deux ensembles de génomes, après tout, sont indépendants, de sorte que la coopération mutuelle entre Talia est devenu un problème.

Biochimiste à l'University College London, Nick Lane (Nick Lane) vue, le noyau est le vieillissement ne correspond pas au génome nucléaire et génome mitochondrial, ce qui explique pourquoi seulement le vieillissement ont eucaryotes, sont immortels procaryotes.

Jetons un coup d'oeil à: hétérogènes eucaryotes qui pousse presque jamais vieille éponge (éponge). Ceci est, la différenciation des cellules somatiques est très faible structure la plus simple des animaux multicellulaires du monde. Éponge ne nécessite généralement pas d'action, de sorte que le nombre de mitochondries dans les cellules d'une petite éponge, l'efficacité du travail est peu élevé, donc une éponge à faible taux de mutation mitochondrial, pas trop mal sujettes à des mutations.

Figure | Carte photo réseau

éponge asexuée reproductive et sexuelle souligne deux types. Lorsque la reproduction asexuée, une partie du corps peut éponge seul se transformer en un nouvel individu, de la même lorsque la reproduction sexuelle, qui est la plupart des cellules somatiques du corps peut être transformé en cellules germinales, puis vingt-deux aux ufs de compagnon produire. Par conséquent, même si une partie du corps d'éponge est un problème, d'autres sites de santé à la fois pour régénérer une nouvelle sur la ligne, ce processus peut durer éternellement, ne sera pas une incidence sur la santé des générations futures, parce que les mauvais gènes sont dans le processus il a perdu.

Si vous êtes comme de simples organismes eucaryotes tels que les éponges, alors peut-être il n'y aurait pas de vieillissement, mais à cause de la contribution des cyanobactéries, dans l'atmosphère de la Terre il y a 2,4 milliards d'années, la première fois la teneur en oxygène. Ceci est un gaz très actif, sa présence améliore grandement l'efficacité énergétique de la vie, avec la capacité de marche des animaux supérieurs est finalement apparu, et bientôt acquis un avantage évolutif. À ce stade Reprenons le cas des mitochondries, vous trouverez supérieur Les animaux ne sont pas pour la reproduction conformément à la manière des éponges, parce que le corps est une structure trop complexe des animaux supérieurs, la qualité de mettre en avant des exigences plus élevées mitochondrial.

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Prenez l'être humain à être un exemple. Les cellules humaines sont fortement différenciés, chaque division d'organes du travail, un de moins ne fonctionnera pas. Si l'organe d'un problème mitochondriale, ce qui conduit à l'organe va mal, alors le peuple tout entier vont mourir. Pour éviter cela, le zygote humain devient de plus en plus, le nombre de mitochondries qui contient jusqu'à environ 100000 chancelant, c'est parce que l'uf fécondé dans la division, les mitochondries sont assignés au hasard à deux cellules filles qu'ils aillent. Si le nombre de mitochondries dans le zygote trop petites, qui mélange quelques mauvaises mitochondries est susceptible de se concentrer sur le développement embryonnaire au cours à une cellule de la descendance d'aller, ce qui conduit à un problème de tissus ou d'organes. Seulement lorsque le nombre de mitochondries ovule fécondé est assez grand, qu'il sera possible d'éviter cette situation.

En d'autres termes, les animaux supérieurs structure du corps fortement différenciés du développement embryonnaire précoce a présenté une très forte demande, tout un embryon de cellule ne peut pas chuté balle, sinon il aura une incidence sur l'organe entier, puis étendu à l'ensemble du corps. Ainsi, les animaux supérieurs ont évolué grand volume d'uf, qui contient plus de nombreuses mitochondries, qui répondraient aux problèmes de contrôle de la qualité des embryons mitochondriales.

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En outre, les animaux terrestres tels que les humains ont besoin de courir sur le sol, ce mode de vie nécessite beaucoup d'énergie, de sorte que l'efficacité mitochondrial humain est très élevé, la reproduction très rapide, le taux de mutation sera également grandement améliorée. mutations connues dans le taux du génome mitochondrial humain atteint 10 à 50 fois le génome nucléaire, beaucoup plus élevé que l'éponge, la probabilité d'une mauvaise mutation somatique humaine dans les mitochondries devient très grand, ne peut plus facilement du corps comme une éponge morceau de viande coupée peut régénérer une nouvelle personne.

Ainsi, afin d'assurer la descendance des mitochondries saines, les humains ont évolué spécialisés cellules germinales, les mettre peu de temps après la naissance geler, ne sont plus impliqués dans une activité physique, réduire la probabilité de mutations possibles. Tels que les ovocytes humains dans le développement embryonnaire précoce des femmes seront protégées, chaque uf est expulsé de plusieurs adultes écharde, ovocytes protégé où l'assurance de la qualité des mitochondries.

Ryan est devenu un mot pour résumer ce phénomène, appelé « Les cellules germinales Immortal, les cellules à court vécu du corps. » (Immortel germinale, corps mortel). L'effet que la vie est comme un fleuve, qui coule à travers les molécules d'eau ne sont pas les mêmes tout le temps, mais ils ne changent jamais le nom de la rivière.

En bref, Ryan considérés comme des animaux élevés de l'énergie de vie active a présenté une très forte demande, de sorte que la qualité de protection des mitochondries devenir une tâche importante, de sorte que les animaux supérieurs ont évolué relativement indépendante des cellules germinales, ils sont participent complètement pas à d'autres activités de la vie se concentrer sur l'élevage responsable. La présence de cellules germinales libéré cellules somatiques, de sorte que ces derniers puissent profiter de se développer en la façon dont les besoins du corps, comme les cellules musculaires, les cellules nerveuses et des cellules immunitaires, et ainsi de suite. Ces cellules somatiques hautement différenciées ne doivent considérer leurs propres problèmes de reproduction, leur seul travail est d'aider les cellules germinales pour compléter la tâche de propagation, alors vous pouvez être abandonné, ce qui explique pourquoi la vie de tous les animaux sont la période de développement proportionnelle, tant que le développement est terminé le corps inutile.

Un battement cardiomyocytes

Alors, comment ces cellules sont abandonnèrent? La réponse est l'apoptose. L'étude a révélé que tous les apoptose eucaryote suivent tous le même motif, le noyau est la mitochondrie. Lorsque la baisse de l'efficacité des mitochondries, les radicaux libres fuira, c'est un signal, va déclencher une série de réactions biochimiques conduisant à des arrêts de la respiration, la tension transmembranaire disparaît, les cellules ont complètement perdu leur source d'énergie, bientôt à mourir de faim .

Lorsque récemment découvert des mécanismes de la mort cellulaire, les scientifiques ne comprennent pas pourquoi les mitochondries font les cellules à se suicider. Ryan est convaincu que la nature de ce système et de l'apoptose afin de lutter contre l'apoptose bactériophages bactérienne évolué système est le même. Après il y a 20 milliards d'années lorsque les anciennes bactéries ingérées les bactéries, le système sera mis dans le corps d'accueil, et d'assumer la tâche de contrôler la qualité des mitochondries.

« subtilités de fonctionnement des cellules humaines » alambics

Les cellules eucaryotes existent dans deux génomes, qui, ensemble, le codage mitochondriale, ce qui équivaut à la même mitochondrial il y a deux dessins de conception doivent correspondre exactement les uns avec les autres afin d'assembler une mitochondries de haute qualité. Si pour une raison quelconque les deux parties ne correspondent plus, les formes de vie auraient pour éliminer les cellules, de sorte que blesser les autres cellules, ce qui explique pourquoi la divulgation radicale qui lancerait le programme de suicide cellulaire, parce que c'est un signe de déclin de la masse mitochondriale.

Lorsque pluricellulaires ont évolué à eukaryotes la scène, dans le besoin urgent d'un mécanisme de sanction pour gérer ces cellules ne respectent pas la situation générale, de sorte que ce mécanisme de l'apoptose a été exproprié, et a joué un rôle important dans beaucoup d'autres occasions. Par exemple, nos mains dans le développement embryonnaire précoce est une masse de boule de viande uniforme, surface de boule de viande et quatre suicide de masse cellulaire ouvre le mode, et le reste va continuer à croître, cinq doigts ce que ça pousse. Si ce processus n'a pas le contrôle, ouvert le suicide de masse cellulaire de plus d'un mode, sera né la finale d'un enfant à six doigts.

Les organismes multicellulaires que les adultes ont souvent besoin de compter sur la fonction apoptotique pour effacer les cellules ont échoué, la plupart des cancers est tellement vidé. Selon les statistiques, un adulte a des cellules 60 milliards sont éliminés par apoptose, soit environ un millième du nombre total de cellules humaines chaque jour.

images fixes « cellule de travail »

De cet exemple, nous pouvons voir à quel point les mitochondries. Ryan croit que la vie est de continuer à résister au processus d'augmentation d'entropie, un processus qui nécessite beaucoup d'énergie tout le temps, une fois que l'alimentation en énergie pour suivre la demande d'énergie, le résultat est le vieillissement et la mort. En tant que fournisseur unique de l'énergie nécessaire pour les cellules eucaryotes, les mitochondries en charge des rênes du eucaryotes, les mitochondries de la vie en bonne santé est la limite ultime de eukaryotes.

Cela étant le cas, tant que les animaux évolué mitochondries de longévité de haute qualité peuvent pas encore? La réponse est aussi simple que nous pensions. Le mode de transmission des génomes mitochondriaux et nucléaires ne sont pas les mêmes, les deux parties doivent coopérer entre eux pour le travail.

animaux supérieurs oeufs fécondés de toutes les mitochondries, mais il y a la moitié du génome nucléaire du sperme, donc chaque ovule fécondé est touché le gros lot, le sperme approprié heureux succès, frappera mauvaise vie ne convient pas, si la plupart des animaux supérieurs ont appris à pré-sélectionnés pour l'ovule fécondé, à savoir l'échec de l'embryon enlevé, de sorte que vous ne perdez pas de ressources.

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Pour les humains, cela est l'avortement. Selon les statistiques, environ 40% des grossesses humaines terminées par un avortement est que beaucoup de mères sont encore au courant de l'avortement ne vient pas. Ryan croit que l'avortement est la cause de beaucoup du génome mitochondrial et génome nucléaire ne correspond pas, ce qui entraîne la masse mitochondriale hors de question.

Cependant, le match entre le génome mieux non seulement mieux, la masse mitochondriale va effectivement d'atteindre les critères ne peuvent pas être éliminés de celui-ci? La réponse doit être déterminée conformément à la vie animale. Par exemple, le vol nécessite beaucoup d'énergie, de sorte que tous les animaux volants sur les exigences de qualité mitochondriales sont très élevés, ce qui explique pourquoi la grande majorité des oiseaux pour les conjoints extrêmement pointilleux sont.

De nombreux biologistes de l'évolution de la raison pour laquelle les hommes ont évolué plumes tellement magnifique perplexe Darwin a dit que chaque fois qu'il pensait de plumes de paon sur le « malade » parce qu'il ne répond pas trop aux attentes de la théorie de l'évolution . Mais le système théorique de Ryan, il devient très facile à expliquer. pigments mâles sur les plumes sont difficiles à synthétiser, la nécessité d'une grande qualité mitochondries fournir de l'énergie, Alors, Ryan croit plumage mâle montre réellement la masse mitochondriale vous un panneau d'affichage.

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Il est également très important que le chromosome du sexe masculin est ZZ, les femelles sont ZW, et l'homme en face. De nombreux gènes mitochondriaux impliqués dans le chromosome Z, si la plupart des gènes mitochondriaux femmes du père, ce qui explique pourquoi l'oiseau mère doit être très pointilleux dans le choix du partenaire, ou sa fille souffrira. Cependant, le résultat est l'oiseau difficile la capacité de reproduction est relativement faible, souvent une portée des étudiantes par an.

Regardez le cas d'une souris. gamme de petites souris de vie, ils ne volent pas, pas de mitochondries de qualité spéciale peut être en vie et bien, si les barrages, comme l'oiseau mère pointilleux, n'est pas nécessaire. Ainsi, les exigences relatives à la qualité des embryons de souris est beaucoup plus faible que l'oiseau, le résultat est une souris, mais pas comme les oiseaux physiques, mais plus forte que la fécondité des oiseaux.

En bref, la vie eucaryote est un concours entre physique (fitness) et la fécondité (fertilité), les deux sont une contradiction naturelle, les poissons et la patte d'ours ne peuvent jamais avoir à la fois. Cette compétition finira par atteindre une sorte d'équilibre, point d'équilibre dépend de la position de la stratégie de survie de la créature.

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Ryan cette théorie explique bien pourquoi presque pigeons et le poids de la souris, le taux métabolique est également similaire, mais certainement la vie est une différence de 10 fois, la raison est que les mitochondries oiseaux de haute qualité, son taux de fuite des radicaux libres est égal au poids un dixième d'un mammifère. Fait intéressant, les chauves-souris ne volent de mammifères et d'oiseaux similaires à la masse mitochondriale, en conséquence la vie beaucoup plus longue que les souris du même poids.

Cette théorie explique aussi pourquoi régime de famine, l'exercice et un régime faible en glucides pour ralentir le vieillissement, les radicaux libres sont la cause. Les résultats des recherches montrent que les gens de la faim, l'exercice et le régime alimentaire à faible teneur en glucides, l'efficacité des mitochondries sera plus élevé, les radicaux libres ne sont pas faciles à fuir.

En bref, Ryan considéré comme causes du vieillissement est non-concordance de masse mitochondriale entre le génome mitochondrial et la dégradation du génome nucléaire causé par les radicaux libres, par la suite fui les cellules endommagées, ce qui déclenche l'apoptose. Si, après le suicide de cellules sont remplacées par de nouvelles cellules, heureux, c'est le jeune Etat, si elle est trop tard pour remplacer le nombre de cellules vivantes sera de moins en moins, ce qui est l'état des personnes âgées, si le processus d'apoptose est un problème , conduisant aux cellules ne meurent par, mais a perdu la capacité de se diviser, il deviendra cellules sénescentes, conduisant à une série de problèmes.

images fixes « l'amour des parents »

Mitochondrial il ne peut jamais rester en bonne santé? La réponse est non. Parce que la mutation du gène sera toujours le cas, la situation avec les deux ensembles de génomique se produira. Mais le corps humain est se soucie pas de cela, parce que les cellules germinales ont longtemps été protégés vers le haut. Une fois la tâche terminée reproduction, vieillissement du corps et la façon dont il n'a pas d'importance.

Utilisons une analogie pour le développement de la civilisation humaine. étape de chasseurs-cueilleurs de petits groupes humains sont un mode de vie, la taille du groupe depuis longtemps n'a pas changé, ce sont les procaryotes. Lorsque l'humanité a inventé l'agriculture, les sources de nourriture assurée, il était donc une grande tribu, puis l'émergence du pays, ce qui est plus élevé et les animaux eucaryotes. Des mécanismes complexes dans les pays tôt ou tard vont mal, donc peu importe comment les pays puissants ont le temps ont été détruits, ce qui est la mort physique. Mais la civilisation humaine et ne sera pas interrompu, parce que les gens encore en vie, mais seulement changé le nom du pays, c'est des cellules germinales de la vie éternelle.

Lisez ici Certaines personnes pourraient se demander pourquoi la nature a évolué pas un autre ensemble de la production d'énergie, d'éliminer l'écart entre les deux ensembles de génomes il? Ryan croit que ce résultat permet d'expliquer l'évolution est pas de vision, mais un manque de conception de haut niveau, étape par étape, il y a un problème à résoudre un problème, puis aller à la rencontre de nouveaux problèmes, le résultat final est ce que nous voyons aujourd'hui est une mission désordre. La vie est si étape par étape, à ce jour, à l'avenir continuera à aller étape par étape selon cette méthode. Le monde futur sera comme? Personne ne peut prédire, c'est la vie des endroits les plus attrayants.

(Adapté de « Semaine de la Vie » 2018 la troisième période, le titre original: « Pourquoi les gens meurent »)

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