NeoFronteras

Las mitocondrias fueron parásitos

Área: Biología — sábado, 25 de octubre de 2014

Un estudio señala que el proceso de endosimbiosis por el cual unas bacterias pasaron a ser mitocondrias en la célula eucariota fue, al principio, un caso de parasitismo.

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La división más básica de la vida en la Tierra es entre procariotas y eucariotas. Los procariotas son seres unicelulares cuyas células carecen de núcleo diferenciado. Este dominio está constituido por bacterias y arqueas y fueron las primeras formas vida en este planeta. Se cree que todos los seres vivos que existen en la actualidad descienden de una forma unicelular procariota a la que se la denominado LUCA (last universal common ancesto) o último antepasado común universal. Durante miles de millones de años sólo hubo procariotas sobre la Tierra y entonces apareció la célula eucariota a lo largo de un lento proceso por la endosimbiosis seriada que terminaría hace unos 1500 millones de años.
El proceso de endosimbiosis seriada fue propuesto por Lynn Margulis en diferentes artículos a lo largo de los años sesenta y setenta del pasado siglo. Consiste en la sucesiva incorporación simbiogenética de diferentes bacterias de vida libre (procariotas) dentro de otras células hasta producir los distintos tipos de células eucariotas. Según esta teoría, hubo varias incorporaciones para los casos de las células animales y de los hongos. En la segunda incorporación se incorporó simbióticamente lo que finalmente fueron las mitocondrias y se produjo en un organismo ya nucleado, pero anaeróbico, para dar lugar a los seres aeróbicos capaces de metabolizar oxígeno. Las mitocondrias son las centrales de energía de la célula eucariota y, por tanto, básicas.
Este evento fue fundamental para la historia de la vida en la Tierra, pues sin las mitocondrias para proporcionar energía al resto de la célula no se hubiese producido la gran evolución en biodiversidad que se dio más tarde.
En el caso de las células vegetales se incorporaron también procariotas que finalmente dieron lugar a los cloroplastos. Pero esa es otra historia.
Esta teoría, que al principio no se aceptó, ha terminado siendo la mejor explicación para el origen de los eucariotas, pero todavía se trabaja en los detalles. En este caso vamos a ver un resultado reciente sobre el origen de la mitocondria.
Además la hipótesis endosimbiótica pacífica, también se ha propuesto, alternativamente, que una bacteria parásita fue la que invadió otras células y esas fueron las que, al final, terminaron siendo las mitocondrias.
Independientemente del proceso inicial, según pasó el tiempo, gran parte del genoma de esas bacterias ancestrales se fue perdiendo según los genes del núcleo celular tomaban sus funciones. Pero algunos genes todavía se conservan. Este genoma mitocondrial se hereda solamente por vía materna en los seres pluricelulares. Esta cualidad permite hacer investigación genealógica en la historia evolutiva humana, por ejemplo.
El ADN mitocondrial puede ser secuenciado y comparado con otros genomas. Es precisamente lo que han hecho unos investigadores de University of Virginia. Compararon el ADN mitocondrial con los genomas de 18 tipos distintos de bacterias que se cree que están relacionadas con las mitocondrias.
Los resultados obtenidos apoyan la teoría parasitaria. “Decimos que las teorías actuales, que sostienen que la relación entre la bacteria y la célula anfitriona fue simbiótica y mutuamente beneficiosa, son probablemente erróneas”, afirma Martin Wu.
En su lugar proponen que la relación era antagonista y que, al principio, la bacteria parasitaría la célula anfitriona. Solamente más tarde la relación fue simbiótica, cuando se cambió la dirección del transporte de ATP producido en las mitocondrias hacia la célula anfitriona. El ATP es la molécula de energía de la célula, una suerte de moneda energética.
Estos investigadores han reconstruido el genoma ancestral a partir del actual genoma de las mitocondrias y de los genomas de esas otras 18 bacterias que se cree que están emparentadas con esa bacteria ancestral. Pueden “retropredecir” que aquella bacteria ancestral realmente robaba energía en forma de ATP de la célula anfitriona al comienzo de la relación, hace 2000 millones de años. Esto es precisamente lo contrario de lo que pasó más tarde y pasa ahora.
Aunque este resultado es de ciencia básica no hay que menospreciarlo, pues tiene sus aplicaciones prácticas. Las disfunciones mitocondriales pueden contribuir a la aparición de ciertas enfermedades como el Alzheimer, Parkinson, diabetes y enfermedades ligadas al envejecimiento. En todo caso, es un resultado bello e interesante que tiene valor por sí mismo.

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Fuentes y referencias:
Artículo original

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7 Comentarios

  1. lluís:

    Lástima que Lynn Margulis falleció ya. Sería interesante ver que diría después de estos resultados. Y aunque sea una investigación de ciencia básica me parece muy interesante; como me lo parecen la mayor parte de resultados en investigaciones de ciencia básica, que aunque quizá puedan no tener aplicaciones inmediatas, profundizan en temas de pensamiento filosófico-científico o inciden directamente en cuestiones básicas que todos nos preguntamos ( buenos, todos no sé, ojalá).

  2. tomás:

    Estimado Neo:
    Cuando salió este artículo hice un comentario, pero no estoy seguro si acaso no pinché el “Enviar”. También puede ser que esté en supervisión, y espera, aunque me extraña porque no contenía ninguna palabra extraña o cosa parecida. Como estoy en esa duda, prefiero no repetirlo para que no se duplique. Te agradecería me sacases de dudas.
    Mi más cordial saludo.

  3. tomás:

    Estimado Neo:
    La soberbia viene, a veces, encubierta por los mejores deseos. En mi caso, quizá, un perfeccionismo innecesario.
    Como me extraña que no me respondas cuando, normalmente, sueles hacerlo, creo que sí debí pinchar en “Enviar”, pero supongo que no te pareció acertado mi juicio y no lo has publicado. Y me extrañaría que estuviese en el “paraíso” porque, como digo, no contenía algo fuera de lo correcto.
    Por si acaso había metido la pata ingenuamente, me he leído la página “Moderación”, “Política de moderación de comentarios”. Allí puede leerse: “Si algún lector encuentra errores en nuestros textos y nos lo hace saber le estaremos sinceramente agradecidos”. Creo recordar que leí esto cuando conocí esta web que me impactó por su seriedad y buen hacer, pero ya había olvidado ese detalle.

    Si me atreví a indicar que el párrafo sexto estaba redactado de forma que inducía a error es por lo siguiente:
    1º. Porque dice: “… se ha propuesto, alternativamente, que una bacteria parásita fue la que invadió otras células y estas fueron las que, al final, terminaron siendo las mitocondrias”. (Siempre había pensado que es más fácil un parasitismo, en el cual basta una parte interesada que un mutualismo, donde han de encontrarse dos partes interesadas).
    2º. Esa redacción conduce a interpretar que las arqueobacterias invadidas acabaron en mitocondrias: -otras células- “y estas fueron las que… terminaron siendo la mitocondrias”, cuando fue al contrario: las invasoras acabarían siendo las mitocondrias según el título del artículo. (Salvo que sea yo quien esté equivocado e incurra en error que agradecería se me hiciese ver)
    3º. A quien dedica una buena parte de su valioso tiempo a explicar ciencia generosamente puede parecerle una tontería algún detalle pero, quien tenga poca noticia del tema, puede interpretarlo literalmente y creerlo tal como viene, a pesar de que los normalmente ya adictos a esta página, lo sepamos.
    4º. La solución es sencilla, pero por si mi supuesto de que te he molestado es cierto, no me atrevo a exponerlo.

    Con mi sincero e indudable afecto.

  4. NeoFronteras:

    Apreciado Tomás:
    Nadie ha borrado a propósito su comentario. Desconozco la razón por la cual no apareció.
    Sobre lo que comenta tiene razón y por eso se ha cambiado “estas” por “esas”. Gracias por señalarlo.

  5. tomás:

    Muy estimado Neo:
    Excusa entonces mi parecer. Debió suceder que no pinché el “Enviar”. Soy muy despistado; está clarísimo.
    Mi más cordial saludo.

  6. Alejandro Sánchez:

    Demasiado valor tiene este descubrimiento para mí. Saber que las mitocondrías eran parásitos al final nos hace dar cuenta que la transmisión vertical de ADN termina por transformar a los seres vivos. De hecho en el genoma humano hay mucho adn de virus y hasta el ADN de algunos seres que comemos se puede hallar en nuestra sangre.

  7. tomás:

    Muy estimado Alejandro Sánchez: O, como es frecuente, me equivoco o, donde dices “vertical”, quieres decir “horizontal”.
    Ya me dirás, y si no es como digo, te ruego una explicación.
    Un fuerte abrazo.

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