1. Horisontell genöverföring (HGT):
* HGT är en viktig drivkraft i prokaryotisk utveckling, vilket möjliggör snabb förvärv av nya gener och funktionaliteter.
* Signaleringssystem kunde ha sitt ursprung i överföring av gener som kodar för signalmolekyler och deras receptorer från andra prokaryoter.
* Detta kan förklara mångfalden och komplexiteten hos signalsystem som observerats i olika prokaryota linjer.
2. Gen duplicering och diversifiering:
* GENE -dupliceringshändelser skapar redundanta kopior av gener, som sedan kan utvecklas oberoende.
* En kopia kan behålla sin ursprungliga funktion, medan den andra kan utvecklas för att förmedla nya funktioner, inklusive signalering.
* Denna process kan leda till utveckling av specialiserade signalvägar inom en art.
3. Adaptivt värde:
* Signaleringssystem ger en tydlig fördel för prokaryoter genom att låta dem:
* Koordinatbeteende: Aktivera kollektiva åtgärder, såsom biofilmbildning, kvorumavkänning och samordnad rörelse.
* Svara på miljöförändringar: Känslan av näringsämnen, stressförhållanden och närvaron av konkurrenter.
* kommunicera med andra arter: Till exempel använder vissa bakterier signalmolekyler för att kommunicera med värdorganismer.
* Dessa fördelar skulle ha drivit valet och bevarande av signalsystem över tid.
4. Forntida ursprung:
* Vissa signalsystem kan vara rester av forntida cellulära processer som föregår divergensen hos prokaryoter och eukaryoter.
* Dessa system kunde ursprungligen ha fungerat som interna signalmekanismer inom cellen och senare utvecklats för att förmedla kommunikation mellan celler.
5. Modulär evolution:
* Signaleringssystem består ofta av modulkomponenter, som signalmolekyler, receptorer och nedströms signalvägar.
* Dessa moduler kan kombineras och rekombineras på olika sätt, vilket leder till utvecklingen av olika och komplexa signalnätverk.
Persistens av cell-till-cellsignalsystem:
* När det är etablerat kommer signaleringssystem sannolikt att kvarstå på grund av deras adaptiva fördelar.
* Mutationer och urvalstryck kan ytterligare förfina dessa system, vilket kan leda till effektivare och specifika signalmekanismer.
* Dessutom kan signaleringssystem samordnas för nya funktioner, vilket utvidgar deras inflytande utöver deras ursprungliga roll.
Pågående forskning:
Studien av prokaryotisk cell-till-cell-signalering är ett aktivt forskningsområde. Nya insikter dyker upp ständigt om dessa systems utveckling, mångfald och funktion. Tekniker som jämförande genomik, metagenomik och experimentell utveckling tillhandahåller värdefulla data för att förstå mekanismerna bakom deras ursprung och uthållighet.
