Задание 7. Парадокс архей: они — прокариоты (нет ядра), но молекулярные данные ставят их ближе к эукариотам, чем к бактериям. Какие молекулярные признаки могут указывать на это родство? Выдвиньте гипотезу: как мог бы возникнуть ядерный чехол у ранних предков эукариот из архейподобного предка? Почему для этих выводов недостаточно изучать только строение клетки, а нужно сравнивать ДНК?

На родство архей и эукариот указывают сходства в молекулярных системах, которые у бактерий устроены иначе. Например, у архей и эукариот сходны отдельные белки и механизмы, участвующие в считывании генов: РНК-полимеразы и факторы транскрипции. У многих архей есть гистоны или родственные им белки, связывающие ДНК, а также сходные с эукариотическими белки репликации и рибосомные белки. Сравнение последовательностей генов, в том числе генов рибосомной РНК, позволяет выявлять эволюционное родство и строить филогенетические деревья. Современные данные связывают происхождение эукариотической клетки с архейным предком-хозяином; при этом митохондрии, вероятно, происходят от бактерии, вступившей с ним в симбиоз.

Гипотеза: ядерная оболочка могла постепенно сформироваться из мембранных впячиваний или выростов клеточной мембраны предковой клетки. Такие мембраны могли окружить область с ДНК, а затем образовать оболочку с порами, регулирующими обмен между ядром и цитоплазмой. Это правдоподобная гипотеза, но точный путь возникновения ядра окончательно не установлен.

Одного строения клетки недостаточно: у далёких родственников внешнее строение может сильно различаться, а похожие признаки могут возникать независимо. Сравнение ДНК и кодируемых ею молекул помогает выявить наследуемое сходство, оценить степень родства и отличить общее происхождение от поверхностного сходства. При этом выводы делают не по одному признаку, а по совокупности молекулярных данных.