Wat is de Last Universal Common Ancestor (LUCA)?

De laatste universele gemeenschappelijke voorouder (LUCA) is een hypothetische oude microbe waaruit het huidige leven afstamt. Ongeveer 60.000 jaar geleden leefde er een mens in Afrika waaruit alle levende mensen afstammen. De LUCA is een idee gebaseerd op een soortgelijk principe, maar is de gemeenschappelijke voorouder van al het leven in plaats van alleen mensen.

Aangenomen wordt dat de LUCA 3,6 tot 4,1 miljard jaar geleden heeft geleefd. Het leven bestond misschien 100 tot 500 miljoen jaar voordat de LUCA verscheen. De LUCA is niet het eerste levende wezen ooit of het meest primitieve mogelijke levende organisme, alleen de universele gemeenschappelijke voorouder van alle bestaande organismen.

Hoewel fossielen uit die periode schaars en sterk gedegradeerd zijn, kunnen we de eigenschappen van de LUCA extrapoleren door te kijken welke eigenschappen al het leven vandaag gemeen heeft. Dit omvat een genetische code op basis van dubbelstrengs DNA, inclusief vier nucleotiden, waardoor 64 mogelijke drie-nucleotide codons worden gevormd. Deze selectie van nucleotiden is willekeurig maar universeel voor al het aardse leven.

Een ander gedeeld kenmerk is de manier waarop DNA-instructies worden uitgedrukt via enkelstrengige RNA-tussenproducten. Deze RNA-tussenproducten leiden tot de constructie van eiwitten door ribosomen, tRNA en een groep verwante eiwitten. Deze eiwitten zijn opgebouwd uit 20 aminozuren en de synthesetrajecten zijn willekeurig maar universeel. Alle vormen van leven gebruiken glucose (eenvoudige suiker) als bron van energie en koolstof. ATP wordt altijd gebruikt als de energievaluta van de cel. De LUCA zou een eenvoudig bewegingssysteem hebben gehad op basis van microtubuli.

Het is niet zeker of de LUCA meer lijkt op het domein Bacteria of Archaea. Beide hebben extreem primitieve varianten. Tot 2002 werd gedacht dat een bacterie, Mycoplasma genitalium , het kortste genoom van alle levende wezens had, bestaande uit 582.970 basenparen. Toen werd die titel gestolen door de Archaea Nanoarchaeum equitans , met 490.885 basenparen. In 2006 nam Candidatus ruddii , een bacterie, opnieuw de titel, met een genoom van slechts 159.662 basenparen lang. De LUCA had waarschijnlijk een genomische complexiteit in dit algemene bereik.