Las mitocondrias son orgánulos que aparecen en prácticamente todas las células eucariotas y son conocidos como “los motores de la célula”. El origen de la mitocondria se remonta unos 1.500 millones de años, cuando un grupo de bacterias fotosintéticas inundaron la atmósfera con grandes cantidades de oxígeno. En ese entorno se produjo un suceso muy especial donde una célula engulle a otra pero solamente la retiene en su interior, no la digiere. Lo especial de aquel evento fue que el depredador era el ancestro de las actuales células eucariotas y el menú una antigua proteobacteria que había desarrollado la capacidad de utilizar el oxígeno en su metabolismo.
La teoría endosimbiótica
Las mitocondrias son orgánulos descendientes de alfa proteobacterias ancestrales respiratorias que se asociaron por endosimbiosis con linajes de arqueas para formar a las células eucariotas. Esta idea fue desarrollada de forma independiente por Lynn Margulis en 1967, quien propuso que la mitocondria, así como otros orgánulos, provenían de procariontes. La teoría endosimbiótica explica por qué mitocondrias y cloroplastos tienen ADN: era el genoma original de la bacteria.
Hay muchos hechos que apoyan esta teoría, ya que las mitocondrias son muy similares a bacterias actuales: tienen un tamaño parecido, contienen ADN circular bicatenario cerrado, tienen ribosomas 70S y se dividen por fisión binaria. Además, tienen doble membrana, lo cual es un signo de que la mitocondria ha sido fagocitada, pues la membrana exterior se parece a la de las eucariotas y la interior a la de las bacterias.
Hipótesis sobre la adquisición mitocondrial
Se han conformado dos hipótesis generales que coinciden en el origen bacteriano de la mitocondria, pero difieren en el tiempo de ocurrencia y la naturaleza del organismo receptor. La hipótesis mito-temprana considera que la mitocondria se incorporó tempranamente en el proceso de eucariogénesis. En contraste, el escenario mito-tardío argumenta que existió una complejidad mayor del anfitrión antes del arribo de la mitocondria.
Estructura y función mitocondrial
Las mitocondrias están formadas por una doble membrana, crecen en tamaño, se dividen, se fusionan y tienen una morfología cambiante. La membrana mitocondrial externa es altamente permeable y contiene muchas copias de una proteína denominada porina. Por otro lado, la membrana mitocondrial interna es muy impermeable al paso de iones y pequeñas moléculas, posee numerosos pliegues denominados crestas mitocondriales y en ella se encuentran los complejos respiratorios funcionales y la ATP sintasa.
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La función primaria de las mitocondrias es la producción de ATP mediante la fosforilación oxidativa. Sin embargo, también llevan a cabo parte del metabolismo de los ácidos grasos, actúan como almacén de calcio, formación de grupos hemo, síntesis de aminoácidos y biogénesis de grupos hierro-sulfuro. En la matriz mitocondrial se encuentra el ADN, los ribosomas y los enzimas para llevar a cabo procesos metabólicos.
El genoma mitocondrial
El ADN mitocondrial suele tener unos 16.500 pares de bases con unos 37 genes que en humanos codifican para 13 proteínas. Este ADN está en replicación constante y las mitocondrias se dividen independientemente del ciclo y del tipo celular. El ADN mitocondrial se encuentra en lugares denominados nucleoides asociados a la membrana mitocondrial interna. Debido a que la bacteria endocitada cedió gran parte de su ADN al núcleo celular, estas enfermedades tendrán que ver con la función de producción de energía.
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Material genético | ADN circular bicatenario cerrado |
| Ribosomas | 70S |
| Reproducción | Fisión binaria |
| Membrana | Doble (externa e interna) |
Las mitocondrias son centrales energéticas de estas células y tienen antepasados que fueron bacterias de vida libre, antes de que establecieran una simbiosis con los ancestros de las células eucarióticas. La vida conjunta durante millones de años selló la asociación entre las mitocondrias y sus huéspedes transformándolos en partes inseparables de la misma célula.
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