Bakteerimoottori
Tätä sivua ei ole 
Bakteerimoottori on monilla bakteereilla oleva proteiineista koostuva moottorimainen elin, joka pyörittää bakteerin liikkumiseen käyttämiä siimoja eli flagelloja (lat. flagellum, mon. flagella). Siimoja omaavat bakteerit kykenevät liikkumaan aktiivisesti pois huonoista ympäristötekijöistä tai kohti ravinnon lähdettä. Bakteerimoottorin toimintaa säätelevät ulkoa tulevat bakteerin tunnistamat ympäristöolot, geeni ja soluliman sisäinen mutkikas viestintäjärjestelmä. Bakteerin moottori muistuttaa joiltain osin bakteerin eritysjärjestelmiä.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Bakteerimoottori
Siiman juuressa on nanoluokan joustava koukku, joka kiinnittää sen proteiinilevyyn bakteerimoottorissa solukalvolla. Moottori saa voimansa potentiaalierosta, joka johtuu solukalvon sisäiseen tilan suuremmasta vetyionien pitoisuudesta, väkevämmästä liuoksesta. Vibrio-bakteerilaji käyttää tähän natriumioneja. Ionit pyrkivät diffusoitumaan, ja moottoriproteiini tarjoaa ioneille tien vuotaa takaisin solulimaan, ja siirtyessään moottorin läpi ne pyörittävät moottoria. Moottori pystyy pyörimään sekä myötä- että vastapäivään noin 10 kierrosta sekunnissa, ja se tarvitsee noin 1200 ionia per kierros[1].
Bakteerimoottorin käyttöjännite on 25–200 mV, mikä muuttuu lineaarisesti eli suoraviivaisesti välillä 25-125 mV. Bakteerimoottori käyttää solun energiasta vain 0,1 % ja sen tuotanto vaatii noin 2 % solun biosynteesikyvystä. Kierroksia on korkeintaan 100 minuuttia kohden. Moottorin vääntömomentti on vain 3×10−18 newtonia. Teho on 20 kierroksella minuutissa noin 10−16 W. Moottorin svulla saatu huippunopeus on noin 25 µm/s eli 9 cm/h. Vertailun vuoksi bakteerin pituus on noin 2 µm, ja siiman pituus noin 10 µm[1]. Bakteerimoottorin akselin pituus on noin 30 nm ja siiman paksuus 15 nm.
Escherichia coli pystyy liikkumaan 10–50 μm s-1. Yksittäisellä E. colilla on yleensä 6–10 siimaa. Mikäli moottorit pyörivät vastapäivään, on liike työntävää ja siimat takertuvat toisiinsa. Myötäpäiväinen pyöriminen puolestaan ei johda liikkeeseen, ja erottaa siimat toisistaan.
Bakteerin solulimassa toimii monimutkainen signaalikaskaadiverkosto, joka hienosäätelee bakteerin liikettä moottoreita säätelemällä.
Eri bakteerien moottorit eroavat jonkin verran toisistaan, mutte niiden perusrakenne on saman.
[muokkaa] Bakteerimoottori, ATP-syntaasi ja TTSS
[muokkaa] Kreationistien mielestä bakteerimoottorin synty suoraan hyvin epätodennäköistä
Evoluutioteorian kieltäjien arvion mukaan yksinkertaistetun, kuvitteellisen bakteerimoottorin syntytodennäköisyys on suoraan mutaatioiden kautta 10−140[2]. Joidenkin arvioiden mukaan maapallolla on ollut sen noin 4,5 miljardia vuotta pitkän historian aikana 1046 elävää solua. Jos bakteerimoottoriin liittyisi vain 40 geeniä, se vaatisi vain 60 000 emäsparia. Ulospäin katsoen bakteerimoottori näyttää tyypillisesti palautumattomasti monimutkaiselta rakenteelta, jolle on vaikea kuvitella epätäydellisiä esi-isiä. Tämän takia kreationistit ja älykkään suunnittelun kannattajatkin ovat monesti käyttäneet bakteerimoottoria esimerkkinä siitä, että evoluutio on mahdotonta.
[muokkaa] ATP-syntaasi
Bakteerimoottoreiksi kutsutut elimet lienevät kehittynyt alkujaan solujen ATP-syntaasista ja eritysjärjestelmistä, joissa on pyöriviä osia.
Mitokondrion sisäkalvon ATP-syntaasi muistuttaa jossain määrin niin sanottuja bakteerimoottoreita pyörivine osineen, mutta ei toimi siimaa käyttävänä moottorina ja on muutenkin bakteerimoottoria yksinkertaisempi.
ATP-syntaasi eli mitokondrion ATP-aasi[3], sisältää bakteereilla ainakin kahdeksan erityyppistä proteiinia[4]. Bakteereilla mitokondrioiden ATP-syntaasin solukalvon läpäisevä "kanta" FO koostuu kolmesta proteiiniryhmästä. Siihen kiinnittyy F1-osa, jossa on gamma, delta ja epsilon-osat, ja pyörivä alfa-beeta-kompleksi. ATP-aasin beeta-alayksikkö muistuttaa bakteerimoottorin FliI:tä.
[muokkaa] TTSS
Bakteerimoottorin varhainen kehitysvaihe on ilmeisesti ollut gram-negatiivisten bakteereiden tyypin kolme eritysjärjestelmä (TTSS eli T3SS), joka siirtää vahingollisia molekyylejä pois solusta.[5][6] Bakteerin siiman moottorilla ja TTSS-järjestelmällä on 8-10 yhteistä geeniä,[7] ja bakteerimoottori vaatii yhteensä noin 50 geeniä. TTSS:ssä on taas 14 geeniä/proteiinia.[6] Kolmeakymmentä kolibakteerimoottorin geeniä/proteiinia ei tavata muissa eliöissä.
Jos bakteerimoottorissa on 12 suurta osakokonaisuutta, mukaan lukuen flegellan osat FlgE ja FlgK, niin TTSS:ssä on mukana näistä suurosista 6, esim. Hrpc ja HrpQ. Jos putkimainen osa HrpX ja HrpF otetaan lukuun, saman tyyppisiä osakokonaisuuksia on jopa 18.[8].
Evoluutiomallin mukaan esimerkiksi TTSS:n sisäkalvon ja ulkokalvon yksiköt kehittyivät erikseen, ja kokonaisuus sulautui vasta sitten yhteen [9]
[muokkaa] Älykkään suunnittelun kannattajien vastaus
Älykkään suunnittelun kannattajat pitävät käytännössä mahdottomana sitä että bakteerimoottori olisi kehittynyt TTSS:n tai ATP-syntaasin tyyppisestä yksinkertaisemmasta, vain joiltain osin bakteerimoottoria muistuttavasta proteiinikokonaisuudesta [9] >[7] Älykkään suunnittelun kannattajien mielestä TTSS ei olisi voinut muuntua evoluutiossa bakteerimoottoriksi, koska TTSS:ssä ja bakteerimoottorissa on kymmeniä erilaisia proteiineja, ja jo 50 aminohapon muuntuminen täsmällisesti oikeanlaiseksi veisi sadasmiljoonasosan emäsparin mutaatiovauhdilla triljoonia vuosia[9].
Älykkään suunnittelun kannattajat väittävät muun muassa myös, mahdollisen kehityksen voineen tapahtua toiseen suuntaan. Esimerkiksi mitokondrioita pidetään evoluutioteoriassa monesti surkastuneina, siepattuina bakteereina, jolloin mitokondrion ATP-syntaasi olisi rappeutunut bakteerimoottori. Tähän evolutionistit taas vastaavat, että bakteerimoottorin rappeutuminen TTSS:ksi olisi yhtä mahdotonta ja epätodennäköistä kuin bakteerimoottorin synty TTSS:stä.
Älykään suunnittelun vastustajien mielestä taas älykkään suunnittelun laskelmissa on taas jokin virhe, he eivät ota huomioon esimerkiksi tuhoisiin mutaatioihin kuolevien bakteerien kykyä poistaa mahdottomat geeniyhdistelmät nopeasti pois.
[muokkaa] Arkkien flagellan moottori
Arkit ovat bakteereja muistuttavia eliöitä. Arkeilla on oma siimaa liikuttava systeeminsä, arkkien flagella. Se muistuttaa melko paljon tyypin IV pilusta. Tyypin IV pilus taas muistuttaa jonkuun verran T2SS:ta. Kaikissa näissä ATP hajoaa ADP:ksi[8]. Kaikissa näissä on ulkokalvolla samantyyppinen rengasmainen osa. Tyypin IV pilus on konjugaatioelin.[8][10] Tyypin II eritysjärjestelmässä on kuuden tyyppisiä proteiineja, muun muassa ulommassa solukalvossa GspD. Siinä on myös flagellan tynkää muistuttava "mäntä" kiinni GspF-yksikössä. Tyypin IV pilus on pohjimmiltaan T2SS:ta yksinkertaisempi ja muistuttaa arkkien flagellaa. Siinä on pitkä säie, joka muistuttaa flagellaa.
Tyypin IV säikeessä, piluksessa, on seitsemän erityyppistä osakokonaisuutta, joista ainakin kolme muistuttaa T2SS:ta. Arkkien flagellassa on kuusi eri osakokonaisuutta, joista yksi on FlaJ, toinen FlaF, kolmas Flah, neljäs Flai ja viides Pore sekä kuudes filamentti. T2SS:n Gspd, Tyypin IV piluksen PilQ/PilG ja arkkien flagellan Pore muistuttavat toisiaan.[8]
[muokkaa] Lähteet
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P.: Molecular Biology of the Cell, 4th edition. Garland Science, 2002. ISBN 0-8153-4072-9. Teoksen verkkoversio.
[muokkaa] Viitteet
- ↑ a b Evoluutio, kriittinen analyysi, sivu 130
- ↑ Evoluutio, kriittinen analyysi, sivu 132
- ↑ Mary K. Campbell, Biochemistry, International edition, Second edition, Saunders college publishing, 1991, ISBN 0-03-001872-2, Luku 13.3, sivu 401, Figure 13.0
- ↑ Biokemian ja solubiologian perusteet, Jyrki Heino. Matti Vuorio, WSOY 1. painos 2007,ISBN 9789510325636, sivu 114
- ↑ Ken Miller: The Flagellum Unspun The Collapse of "Irreducible Complexity" englanti
- ↑ a b http://www.geocities.com/evonkeliumi/RC.html
- ↑ a b ID Bakteerin moottori ja TTSS.
- ↑ a b c d Why intelligent design fails, Maytt Young, Taner Edis, ISBN 0-8135-3433-X, ISBN 978-0-8135-3872-3, First papperback printig, 2006, copyright 2004,Rutgers University Press, Luku Musgrave, Evolution of Bacterial Flagellum, kuva 6.1, sivu 76
- ↑ a b c http://www.detectingdesign.com/flagellum.html#Irreducible%20Complexity The Evolution of the Flagellum And the Climbing of "Mt. Improbable",Sean D. Pitman, M.D.,May 2006,Last Updated: February 2009
- ↑ http://wiki.cotch.net/index.php/Evolution_of_flagella#The_Archaeal_Flagellum
[muokkaa] Aiheesta muualla
- Elektronimikroskooppikuva bakteerimoottorista [1]
![[1]](http://www.aip.org/pt/jan00/images/berg2A.jpg){kind=link}