El còctel dels mitocondris

Una de les idees més brillants de la història de la biologia la va tenir la Lynn Margulis quan va proposar la Teoria simbiòtica de l’origen de la cèl·lula eucariota. Fins aleshores els biòlegs s’enfrontaven a dos problemes; com s’havia originat la vida? I, Com s’havia passat de cèl·lules procariotes a cèl·lules eucariotes? Aquests noms fan referència a les cèl·lules sense nucli (les procariotes)  i les cèl·lules amb nucli (les eucariotes). Les procariotes són els bacteris i estan fetes, essencialment d’una membrana dins la qual hi ha tot el que té la cèl·lula més o menys barrejat. Les eucariotes son les dels animals, les plantes i els fongs i tenen molts components interns ben endreçats en orgànuls. Nucli, mitocondris, lisosomes, cloroplastes,…

Durant milers de milions d’anys a la Terra només hi havia procariotes, però un bon dia van aparèixer els eucariotes i ningú tenia clar com havia passat. No és fàcil explicar com poden evolucionar tantes estructures dins d’una cèl·lula, però Lynn Margulis va trobar una explicació simple i elegant. Els mitocondris tenen el seu propi DNA i això és, com a mínim , estrany. A més, és un DNA similar al que tenen els bacteris. També tenen la maquinària necessària per llegir el DNA, i acabar fabricat les seves pròpies proteïnes, de nou, de manera similar a com ho fan els bacteris.

Mentre tothom buscava explicacions complicades, la Lynn va proposar que originalment els mitocondris eren bacteris. Uns bacteris que van passar a fer vida dins d’una cèl·lula molt més gran que inicialment no tenia orgànuls. Dues cèl·lules que vivien en una simbiosi que va quedar fixada per l’evolució. Tan fixada que poc a poc els gens que hi havia en el DNA del mitocondri es van anar afegint al DNA nuclear, el “normal” com si diguéssim.

En el cas dels humans ja només conserven trenta set gens dins els mitocondris. Tota la resta de proteïnes mitocondrials estan codificades en el DNA nuclear. Altres animals en tenen més. En general es veu que a mida que avancem en l’arbre evolutiu, els mitocondris van perdent gens. També ha fet falta generar tot un sistema de transport de proteïnes ja que la majoria es fabriquen fora del mitocondri i s’han de portar cap a dins.

Tota aquesta complexitat semblaria innecessària, però aporta alguns avantatges. Per exemple, augmenten la variabilitat evolutiva en els mitocondris. Es diu sovint que els mitocondris s’hereten de mares a fills ja que totes les que tenim deriven de les que hi havia al citoplasma de l’òvul que va ser fecundat. L’espermatozoide no aporta mitocondris. Això fa que l’efecte de “barrejar” la informació genètica materna i paterna no tingui lloc, cosa que comporta molta menys variabilitat. I la variabilitat és, recordem-ho, el motor de l’evolució.

Però en realitat sí que n’hi ha de variabilitat ja que la majoria del genoma mitocondrial ha passat al nucli i s’ha incorporat als cromosomes. Això vol dir que tants pares com mares aporten la informació per la majoria de proteïnes mitocondrials i el còctel genètic es pot agitar com cal. Ara ja només queda una petita part que va per via exclusivament materna, cosa que també és una sort ja que aquests pocs gens de l’interior dels mitocondris han permès fer estudis evolutius que han portat molta llum sobre els nostres orígens.

3 comentaris

  • Pere

    31/10/2018 20:53

    Vicent: Doncs mira que ho ha explicat planer…
    però quan parlem d’algo més petit que una formiga ja es complica força…
    Salud!

  • Daniel Closa

    30/10/2018 20:47

    Uops! No sempre s’encerta el to just de tecnicisme…

  • Vicent Bosch i Paús

    30/10/2018 19:32

    Aquest article de divulgació m’ha semblat molt tècnic.