Учёным университета Осло удалось выяснить, каким образом караси и золотые рыбки подолгу могут обходиться без кислорода. Оказывается, благодаря удвоению генома у карасей остались лишние копии ферментов окислительного метаболизма глюкозы, превратившиеся в ферменты спиртового брожения. Рыбы превращают глюкозу в спирт вместо того, чтобы окислять её до углекислого газа. Процесс схож с брожением дрожжей.
Почти все беспозвоночные не могут обходиться без кислорода. Тем не менее, караси (рыбы из рода Carassius) способны поддерживать жизнедеятельность без кислорода в течение нескольких часов и даже месяцев. Как выяснили учёные, караси накапливают в организме этиловый спирт.
В основном, животные используют окислительное фосфорирование для генерации энергии. В том случае, когда в тканях недостаточно кислорода, окисление глюкозы останавливается на гликолизе а образовавшийся пируват превращается в молочную кислоту. Но стоит отметить, что высокая концентрация молочной кислоты токсична, поэтому мы не можем бесконечно окислять глюкозу без участия кислорода.
Исследователи обратили внимание на то, что караси при отсутствии кислорода превращают пируват в этанол, а не в лактат. Как раз для этого и используются реакции спиртового брожения. Интересно то, что для этого процесса необходима пируватдекарбоксилаза, которая отсутствует у позвоночных. Несколько миллионов лет назад у предков современных карасей и карпов удвоился геном, из-за чего они приобрели и дополнительные копии ферментов.
Пируваты - это важные химические соединения в биохимии. Они представляют собой конечный продукт метаболизма глюкозы в процессе гликолиза.
Учёные исследовали изменение экспрессии генов, кодирующих разные варианты субъединиц пируватдегидрогеназного комплекса, при содержании карасей в аквариуме без кислорода. Исследование показало, что у карасей, лишённых воздуха, содержание мРНК «дополнительных» форм фермента увеличивалось на один-два порядка в мышцах по сравнению с другими органами. При этом у дальних родственников карасей – карпов – такого увеличения не наблюдалось.
Учёные предполагают, что спирт у рыб выводится через жабры. Тем не менее, значительное количество накапливается в тканях. Поддерживать минимальный уровень жизнедеятельности довольно долго рыбкам позволяет большой запас гликогена в печени.
Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter