Az eukarióta, vagyis valódi sejtmagvas sejtek kialakulása az evolúció egyik nagy újítása volt, egy igazi mérföldkő a komplexebb életformák kialakulása felé. Ugyanakkor a folyamat pontos mikéntje mindmáig homályba veszik és csak az az egy biztos, hogy az eddig felvázolt elméleteknek mind megvan a maga Achilles-inasarka.
Amiben minden létező elmélet egyetért, hogy az eukarióta sejt egy prokarióta sejtből, alakult ki, sőt igazából rögtön többől, mert ezeknek kellemes együttélése, szimbiózisa alkotta azt a kis közösséget, amiből aztán a sejtmagvas sejt és mitokondriumjai létrejöttek. Az sem igazán vitatott, hogy a mitokondriumok α-proteobaktériumokból jöttek létre.
A nagy kérdés igazából tényleg a sejtmag eredete. A replikációban részt vevő gének, illetve a kromoszómák szerkezetében részt vevő hisztonokok szekvenciája (és utóbbiak esetében egyáltalán megléte) alapján nagy bizonyossággal kijelenthető, hogy ezek archeális eredetűek vagyis, akár azt is feltételezhetjük, hogy az ősi eukarióta sejt genetikai anyagja egy archeától származik. Azaz a legegyszerűbb elémet szerint az eukarióa sejt egy archea és egy α-proteobaktérium szimbiózisából ered.
Viszont mivel az eukarióta sejtek membránjának felépítése inkább a prokariótákéra hajaz, sokan bonyolítottak annyit a történeten, hogy a sejtmag maga is endoszmbiózis eredménye, és egy prokarióta nyelt el végső soron egy archeát, valamint egy α-proteobaktériumot, hogy létrejöhessen az ősi sejtmagvas sejt.
Az utóbbi felvetéssel az a gond, hogy egyrészt az ősi gazda sejt genomjának egyelőre sehol nem leltük nyomát, másrészt szinte ugyanúgy nem ad megnyugtató magyarázatot a sejtmag membránjának eredetére, mint az első, egyszerűbbnek tűnő hipotézis. Ráadásul, az archeák esetében nem igazán figyeltek meg fagocitózist, ami szintén gyengíti ezt az elméletet.
A napokban a BMC Biology lapjain egy új eszemefuttatás jelent meg, ami egy kicsit feje tetejére állítaná az eddigi elgondolásokat, azt feltételezve, hogy a sejtmag membránja a legősibb, ugyanis ez az ősi archea sejtnek a külső membránja lehetett.
A University of Wisconsin botanikusa David Baum, illetve a University College London alkalmazásában álló sejtbiológus unokatestvére, Buzz Baum a mellett érvelnek hosszan, hogy igazából az ősi Archea nem bekebelezte, hanem a sejtfala nyílásain át kinyúló nyúlványaival körbenőtte a vele szoros közösségben élő epibiotikus baktériumokat (ilyen szoros közösségeket ma is ismerünk lásd a fenti képet, ahol két Giganthauma karukerense archeát vesznek körbe ektoszimbionta γ-proteobaktériumok). A kilógó nyúlványok összenövése után alakulhatott ki a proto-eukarióta sejt, és a nyúlványok közti térből jött létre az eukarióta sejtek endoplazmatikus retikulum-hálózata (ER).
Ennek az utóbbinak volt része egy ideig a bekebelezett proteobaktérium is, ami fokozatosan vált ki és lett önálló, az ER-től független sejtorganellum. Közben megindult az endoszimbiotikus gén transzfer, azaz az ős-mitokondrium génjeinek egy része fokozatosan átkerület az archeális eredetű "sejtmag"-ba, így tett végül szert az ősi eukarióta genom a bakteriális lipidszintézis-ótvonal génjeire, és ekkor cserélődött le az archeális membrán összetétele is.
Ugyan az elmélet kétségkívül szellemes, és például nagyon jól megmagyarázza az ER és a sejtmagmembrán folytonosságát, azért vannak benne fehér foltok is. Például, hogy a proto-mitózis miként zajlott az ősi sejtben, az csak eléggé elnagyolva jelenik meg a cikkben.
A Baumok elmélete sok szempontból legalább annyira fontos lehet, mint a korábbi hipotézisek és néhány tesztelhető predikciót is kínál. Ezek közül is talán a legfontosabb, hogy szerintük a sejtosztódás utáni interfázisokban a sejtmag-pórusok kialakulása során a pórus sejtmag belseje felöli rész kell legelőször felépüljön, mintegy nyúlvánt generálva az ER membránjában, és csak ezt követően a külső rész is. Az egész folyamat ugyanis azt tükrözné, ahogy az ősi archeális sejt elkezdte a nyúlványait a sejtfalán keresztül meregetni.
Baum DA, Baum B (2014) An inside-out origin for the eukaryotic cell. BMC Biol 12(1): 76.
