Образование гамет на разных стадиях развития у различных организмов может быть связано с механизмом сохранения качества митохондриальных генов.

Образование гамет на разных стадиях развития у различных организмов может быть связано с механизмом сохранения качества митохондриальных генов.

Известно, что половые клетки в человеческом организме начинают развиваться еще на стадии эмбриона. При этом у низших организмов − в частности, у растений, а также губок или кораллов − гаметы образуются уже во взрослом состоянии, из стволовых клеток. Британские ученые полагают, что это различие связано с сохранением качества митохондрий.

Организм млекопитающих начинает «задумываться» о размножении гораздо раньше по сравнению с растениями и низшими животными. Половые клетки с половинным набором хромосом начинают вырабатываться уже в организме эмбриона. Яйцеклетки хранятся в недоразвитом состоянии до тех пор, пока не понадобятся. Особи мужского пола после полового созревания производят сперму непрерывно в течение всей жизни, однако зародышевая линия, из которой образуются гаметы, создается на ранних стадиях развития. У кораллов, губок и растений вначале образуются только соматические клетки с полным набором хромосом. Когда придет время размножаться, половые клетки разовьются из стволовых, но при этом используются ткани взрослого организма.

Биохимик Ник Лейн (Nick Lane) считает, что более высокоорганизованные существа пытаются сохранить качество митохондрий − расположенных вне клеточного ядра и производящих энергию структур, имеющих собственные гены. Группа ученых из Университетского колледжа Лондона (University College London) обосновала свою гипотезу созданием математической модели.

По мнению исследователей, если бы клетки сложных организмов многократно подвергались делению до того, как стать гаметами, в их митохондриях накапливались бы генетические мутации. Накопление мутировавших митохондрий приводило бы к патологии образования тканей. Образование всех яйцеклеток на ранней стадии развития организма позволяет этого избежать. В митохондриях сперматозоидов мутации накапливаются. Однако при оплодотворении эти митохондрии не проникают в яйцеклетку, поэтому такие гены не передаются следующему поколению.

«Мутация является двигателем эволюции, поэтому некоторые из них могут быть полезны. Но в случае высокоорганизованных организмов частота появления ошибок при митохондриальной репликации генов относительно высока, в отличие от растений и низших животных, − утверждают авторы работы. - Пока мы не знаем, чем обусловлена эта разница. Возможно, она связана с появлением хищников. Их жизнедеятельность требует повышенной аэробной активности, и, следовательно, потребления кислорода. В свою очередь, клеткам необходимо больше митохондрий, что и может быть причиной увеличения частоты ошибок репликации».