martes, 31 de agosto de 2010

Evolución Celular: Origen de las Mitocrondrias y Cloroplastos

Al referirnos a la vida en el ámbito científico. Quisiéramos comenzar con una pregunta muy adecuada para abarcar un tema tan complejo como es el origen de la célula;

¿Qué significa estar vivo?
Para contestar esta breve pregunta, nos remontamos hace unos 170 años en donde una respuesta concisa y segura marcó una gran etapa en nuestro pensamiento científico “todos los organismos vivos están conformados por células” pequeñas unidades rodeadas de una membrana con una solución acuosa concentrada de sustancias químicas y dotadas de una extraordinaria capacidad para crear copias de sí mismo, mediante el crecimiento y la división en dos células (fisión).

La Mitocondria

Desde las células aisladas las cuales son la forma de vida más simple, hasta las grandes comunidades de células complejas que conforman nuestro organismo así también las células individuales que cumplen funciones extraordinarias en hongos y plantas, todas estas llegan a formar lo que nosotros llamamos vida.

Las células por lo tanto, son considerados como las unidades fundamentales de la vida y mediante la biología celular debemos encontrar respuestas a las distintas preguntas acerca de que es la vida y como funciona. En este informe queremos resaltar específicamente una pregunta planteada en clase, acerca del origen de mitocondrias y cloroplastos y su posterior evolución; además queremos tratar todo lo relacionado a la complejidad de la teoría endosimbiotica, considerada en la actualidad como una de las principales teorías acerca de la formación de células eucariotas a partir de bacterias; todas las respuestas las presentaremos a continuación en el siguiente informe realizado.

A continuación Presentamos algunas definiciones que nos ayudarán a entender mejor el tema:

Mitocondrias: Son organelas las encargadas de la respiración celular y de la obtención de energía (en forma de ATP) necesaria para los procesos intracelulares. Poseen su propio ADN y pueden autorreplicarse.

Cloroplastos: Son organelas exclusivos de organismos fotosintéticos. Son verdes debido a la clorofila que usan durante la fotosíntesis. La glucosa, producto de la fotosíntesis, será utilizada por las mitocondrias para obtener ATP. Poseen su propio ADN y pueden autorreplicarse. Las células vegetales también poseen leucoplastos (almacenan almidón) y cromoplastos (con pigmentos amarillos, rojos o anaranjados)

El Cloroplasto

Las mitocondrias y cloroplastos evolucionaron de una bacteria simbiótica presentes en células nucleadas

Pensar en origen de la célula, es pensar en la teoría endosimbiotica, una de las principales teorías basadas, en la creación de orgánulos propios de cada célula a partir de unos organismos procariotas englobados por otros microorganismo de similares características, los cuales habrían establecido una relación en común.
Se especula con que las mitocondrias provendrían de protebacterias alfa (ej. Rickettsias) y los plastos de cianobacterias.

La teoría endosimbiotica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de “endosimbiosis serie”, el cual a su vez describió el origen simbiogenetico de las células eucariotas. En 1981 uno de sus libros (“symbiosis in cell evolution”) sostiene que las células eucariotas se originaron de comunidad de entidades bacterianas que obraban recíprocamente y que utilizando el sistema de fosforilacion oxidativa y la endocitosis terminaron en la fusión de varios organismos mucho más complejos a los anteriores.

En la actualidad se acepta que la creación de mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas proceden de la endosimbiosis, debido a la gran similitud genética que encuentran tanto en bacterias como en las células eucariotas, cabe resaltar que en esta teoría se descarta completamente a los cilios y flagelos de los eucariontes, debido a que estos no muestran semejanzas ultraestructurales con los flagelos de los procariontes y además carecen de ADN.

Según la teoría endosimbiotica la vida la componían multitud de bacterias diferentes, adaptadas a diferentes medios adversos, las cuales tuvieron una alta capacidad de adaptación al cambiante e inestable ambiente del la Tierra de ese entonces, se menciona además a las incorporaciones simbiogeneticas como fases preliminares en la formación de las células eucariontes, las cuales mencionaremos a continuación:

1° Incorporación Simbiogenética:
En esta etapa se destaca a una bacteria consumidora de azufre, que utilizaba a este elemento como fuente principal de energía, la cual se unió a una bacteria nadadora (espiroqueta), pasando a formar un nuevo organismo, con cierta similitud a cada bacteria formadora, pero añadiendo nuevas características, como la compleja morfología que adapta esta nueva célula, a esto se le agrega el cambio en ADN, el cual paso a quedar confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula por una membrana(membrana nuclear), que en general formaran el primer eucarionte (unicelular eucariota).

2° Incorporación Simbiogenética:
En esta etapa se resalta que el nuevo organismo todavía era anaeróbico, incapaz de metabolizar oxigeno, en este punto una nueva incorporación dotaría a este primigenio eucarionte, la capacidad para metabolizar oxigeno, este nuevo endosombionte, originariamente bacteria respiradora de oxigeno, se convertiría en las actuales mitocondrias y peroxisomas presentes en las células eucariotas de los pluricelulares, posibilitando así el éxito de vida en un medio rico en oxigeno como es nuestro planeta. Se menciona como resultado principal de esta incorporación simbiogenética a los animales y hongos.

3° Incorporación Simbiogenética:
En esta tercera etapa las recientemente adquiridas células respiradoras de oxigeno, serian capaces de fagocitar bacterias fotosintéticas, originando así un nuevo organismo capaz de sintetizar la energía procedente del sol. Estos nuevos organismos pluricelulares serian fundamentales en la formación de plantas.

Comentario

Después de abarcar un tema tan complejo como es la teoría endosimbiótica, nuestro grupo en general está de acuerdo con todo lo mencionado anteriormente en este informe, en donde se resalta la estrecha relación que presentan las células procariotas primitivas (bacterias) con las células eucariotas. Porque esta teoría ha sido demostrada con muchos ejemplos, entre ellos tenemos que, por comparación de secuencias parece que las mitocondrias descienden de un tipo particular de bacteria púrpura fotosintética que previamente perdió la capacidad de realizar fotosíntesis u que quedó únicamente con una cadena respiratoria.


Bibliografía



ü  Alberts. Biología Molecular de la Célula. Cuarta Edición.
ü  Lodish. Biología Celular y Molecular. Quinta Edición. Editorial Médica.

Elaborado por:
Dávila, David; Pantoja, Tatiana & Ramos, Vanessa.
Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres
Chiclayo - Perú