Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
College aantekeningen

Lowest Universal Common Ancestor (LUCA)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
8
Geüpload op
06-04-2016
Geschreven in
2014/2015

Covers the origin of LUCA from BIOL2016/7016 - extra reading included from papers

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

Lowest Universal Common Ancestor - LUCA

 Probably the ancestor of the bacteria and archaea – so a prokaryote!
 The traits of LUCA are the ones most basal – shared by virtually all living organisms
- Based on parsimony – shared traits are inherited from a common ancestor but
fundamentally distinct traits arose independently in each group

So LUCA presumably had:

 RNA, DNA, transcription, translation, ribosomes, rotor-stator type ATPase, ATP,
Krebs cycle (partly – acetyl coA pathway - seen in primitive methanogens, acetogens,
congruence with chemistry in vents?)
- ATPase can also be an ancestral component present in LUCA – Archaea and
bacteria possess similar ATP synthase enzymes
Some argue that ATP synthase is too structurally complex to have evolved so
early
Though there are many other methods of tapping an external proton gradient to
cell physiology eg. Pyrophosphate can be formed from phosphate and H+
gradient
Can overcome by chemiosmosis (LUCA is chemiosmotic, regardless!), though
delocalised proton gradient
 Similarly, fermentation could’ve evolved twice – LUCA unable to perform
fermentations
 Fermentation evolved later, after autotrophs produced organic compounds (reasons
suggested in previous lecture) – LUCA was more likely chemisosmotic



3 domain hypothesis vs. Eocyte hypothesis

 Genomic evidence suggests that the eukaryotic
cell arose via a stochastic endosymbiosis
between 2 prokaryotes
- Moderately strong phylogenomic evidence
suggests LUCA was a prokaryote
 Eocyte hypothesis first proposed in 1984
by Lake et al., to challenge Woese’s 3
domains of life
- Based on analysis on ribosome structure
– eukaryotes share close ancestry with
some lineages of archaea and not others
– archaeal ancestors of eukaryotes eocytes
- Embley et al., - 41 proteins in 35 species: eocyte tree supported
- Phylogenomic studies show that eukaryotes branch within archaea – hence only 2
primary domains (eukaryotic host cell was an archaeon) (Williams et al., 2013)
 Eukaryotes have mosaic genomes – though 75% of all eukaryote genes are more

, closely related to genes found in bacteria than ones in archaea (possibly obtained by
HGT)
- Archaeal gene tend to be involved in information processing
- Bacterial genes tend to be associated with metabolism and structure of the cell
- Koonin et al., found proteins that make up walls of the nucleus are made up of
both archaeal and bacterial genes
 Full genome studies root tree of life between archaea and bacteria – implies LUCA
was thermophilic, chemiosmotic, autotrophic – Stetter, 2006, Dagan et al., 2010

The paradox of LUCA’s traits

 Although bacteria and archaea share some fundamental biochemical traits, there
are many elements they do not share: cell membrane, enzymes for lipid synthesis,
cell wall, glycolysis, DNA replication, respiratory chains

Cell membrane lipids

 Archaeal phospholipids: isoprene
side-chains joined by an ether bond
to L-glycerol
 Bacterial phospholipids: long-chain
fatty acids joined by ester bonds to
D-glycerol
 Enzymes required are distinct in the 2 domains
 LUCA had RNA, DNA and the genetic code but could not replicate DNA – a
retroviral lifecycle (in vent pores – unlikely, reverse transcriptase is not ubiquitous)
 LUCA was chemiosmotic and could tap proton gradients, but did not have a modern
phospholipid membrane
Implication: bacteria and archaea emerged independently from a common ancestor
in alkaline vents – credible explanation?

Differences in cell wall

 Bacteria: murein (peptidoglycan) – N-acetylmuranmic acid + N-acetyl-o-glucosamine
(NAG) linked by β(1,4) glycosidic bonds
 Archaea: pseudomurein – N-acetyltalosaminuronic (NAT) and NAG connected
through β(1,3) glycosidic linkages
 Murein and pseudomurein cell walls similar in structure and function, but
fundamentally different in biosynthetic pathways and chemistry – suggests
convergent evolution

Alternative explanations

1. Bacterial lipids ancestral, archaeal lipids replaced them during adaptation to
hyperthermophilic environments (but many bacteria are hyperthermophilic, and

Geschreven voor

Instelling
Studie
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
6 april 2016
Aantal pagina's
8
Geschreven in
2014/2015
Type
College aantekeningen
Docent(en)
Onbekend
Bevat
Alle colleges

Onderwerpen

$5.53
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
Cheesecakeextreme University College London
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
43
Lid sinds
11 jaar
Aantal volgers
18
Documenten
126
Laatst verkocht
3 jaar geleden

4.7

49 beoordelingen

5
42
4
4
3
0
2
0
1
3

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen