Origen de la mitocondria

Origen de la mitocondria

origen de los plastos

Los orígenes evolutivos de los hidrogenosomas han sido objeto de considerable debate. Desde el principio se vio que los hidrogenosomas habían evolucionado en múltiples ocasiones en diferentes eucariotas, pero no se había resuelto a partir de qué orgánulo progenitor o endosimbionte. Los trabajos de muchos laboratorios diferentes han contribuido a formular la hipótesis actual de que los hidrogenosomas y los mitosomas, sus primos aún más reducidos, comparten una ascendencia común con las mitocondrias. Sus similitudes compartidas, por ejemplo sus mecanismos comunes de importación de proteínas y su doble membrana, pueden explicarse por la ascendencia común, y sus diferencias por la descendencia con modificación bajo estilos de vida contrastados. La hipótesis de que las mitocondrias, los mitosomas y los hidrogenosomas son homólogos predice que, a medida que los orgánulos se estudien más profundamente, se revelarán otras características compartidas.
Sin embargo, de las contribuciones a este volumen ya se desprende que la identificación de la contribución genética a los eucariotas de la endosimbiosis mitocondrial, y la revelación de las funciones de sus orgánulos descendientes, son claves para comprender la biología y la evolución eucariotas.

endosimbiosis

Mapa genético del genoma mitocondrial, sorprendentemente parecido al de una bacteria, del jacobido central, Andalucia godoyi: el genoma mitocondrial más rico en genes conocido (Burger et al. 2013). (Rectángulos sólidos) Genes, con los del círculo exterior transcritos en el sentido de las agujas del reloj, y los del círculo interior
(para una revisión, véase Gray et al. 1998; Gray 2003), además de documentar claros ejemplos de transferencia de genes de la mitocondria al núcleo (Adams y Palmer 2003). Basándonos en la experiencia de las últimas tres décadas, podemos esperar más de lo mismo.
Los modelos endosimbióticos para el origen de las mitocondrias (para una revisión, véase Martin et al. 2001) pueden agruparse en dos escenarios, dependiendo de si se considera que el orgánulo se originó después o al mismo tiempo
como el resto de la célula eucariota (Gray et al. 1999). Estas dos hipótesis se han denominado «arqueozoica» y «simbiogénica», respectivamente (Koonin 2010). El escenario arqueozoico plantea la hipótesis de que una célula huésped eucariota amitocondriada fagocitó una α-proteobacteria, que

origen y evolución de las mitocondrias

ResumenLas mitocondrias se originaron endosimbióticamente a partir de un ancestro similar a las alfaproteobacterias. Sin embargo, aún no se sabe con certeza qué grupo actual de alfaproteobacterias está más cerca filogenéticamente del ancestro mitocondrial. Los grupos propuestos son el orden Rickettsiales, la familia Rhodospirillaceae y el género Rickettsia. En este estudio, aplicamos un nuevo enfoque de redes complejas para investigar los orígenes evolutivos de las mitocondrias, analizando módulos de secuencias proteicas en una red crítica obtenida mediante un umbral de similitud crítico entre las secuencias estudiadas. El conjunto de datos incluyó tres subunidades de la ATP sintasa (4, 6 y 9) y sus homólogos de alfaproteobacterias (b, a y c). En todas las subunidades, los resultados no apoyaron la hipótesis de que las Rickettsiales están estrechamente relacionadas con el ancestro mitocondrial. Nuestros resultados apoyan la hipótesis de que las mitocondrias comparten un ancestro común con un clado que contiene todos los órdenes de Alphaproteobacteria, excepto Rickettsiales.
IntroducciónEstá ampliamente aceptado que las mitocondrias han surgido de una relación endosimbiótica entre las bacterias y una célula eucariota huésped. Varios estudios han intentado establecer qué grupo bacteriano existente es el pariente más cercano al ancestro mitocondrial [1-9]. Los análisis filogenéticos apoyan a las Alfaproteobacterias como el grupo bacteriano del que procede el ancestro de este orgánulo [1, 10-12]. Sin embargo, no hay consenso sobre qué grupo incluido en esa clase es evolutivamente más cercano a la mitocondria [1-9, 13-15].

retroalimentación

A diferencia de la mayor parte de nuestro ADN, el ADN mitocondrial no se encuentra en nuestros cromosomas ni siquiera en el núcleo (el recinto central que contiene todos los cromosomas) de nuestras células. Las mitocondrias son pequeñas estructuras con membrana en el citoplasma de nuestras células. Están presentes en todas las células vegetales y animales y son responsables de generar la mayor parte de la energía necesaria para el funcionamiento celular. Cada mitocondria contiene su propio ADN y su propia maquinaria de síntesis de proteínas. Se reproducen dividiéndose en dos después de hacer una segunda copia del ADN. En los seres humanos, el ADNmt tiene la forma de un círculo que contiene aproximadamente 16.500 pares de bases de ADN. (Las moléculas de ADN están formadas por dos hebras emparejadas, y cada hebra es una larga cadena de cuatro tipos de nucleótidos, designados A, G, C y T). En cambio, el ADN del núcleo está dividido en 46 cromosomas lineales (23 de cada uno de nuestros padres) que tienen una longitud media de más de 200 millones de pares de bases. Las mitocondrias de cada persona proceden del citoplasma del óvulo de la madre. Los espermatozoides del padre también contienen mitocondrias, pero no son heredadas por su descendencia.

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