El origen de las mitocondrias

Durante mucho tiempo acepté, porque es justo lo que todos me decían, que las mitocondrias se convirtieron en orgánulos en la célula cuando fueron "engullidas" por otra célula que actuaba como su huésped. Esta es la hipótesis endosimbiótica.

"La hipótesis endosimbiótica sugiere que las mitocondrias eran originalmente células procariotas, capaces de implementar mecanismos oxidativos que no eran posibles para las células eucariotas; se convirtieron en endosimbiontes que vivían dentro del eucariota".

Sin embargo, recientemente miré la entrada de wiki sobre las mitocondrias y vi que enumera dos hipótesis principales, endosimbiótica y autógena.

"En la hipótesis autógena, las mitocondrias nacieron al separarse una porción de ADN del núcleo de la célula eucariota en el momento de la divergencia con las procariotas; esta porción de ADN habría estado encerrada por membranas, que no podrían ser atravesadas por proteínas. "

También establece que, dado que las mitocondrias tienen algunas similitudes sorprendentes con las bacterias, la hipótesis más parsimoniosa para la evolución mitocondrial es la de la endosimbiosis. ( Esta pregunta aquí trata sobre algunos aspectos de la endosimbiosis convergente/de ocurrencia múltiple).

Mis preguntas son;

  1. ¿Qué tan fuerte es la evidencia para cualquiera de estas hipótesis principales (tal vez haya un artículo de revisión)? ¿Existe evidencia que esté abrumadoramente a favor de la endosimbiosis?

  2. Además, ¿existen otras hipótesis ( plausibles ) para explicar los orígenes de las mitocondrias (con o sin evidencia que las respalde)?

Respuestas (1)

Esta es una de las preguntas más intrigantes de la evolución eucariota. Hasta donde yo sé y he leído, no se acepta la teoría autógena. Hay bastantes críticas sobre este tema. También hay un libro maravilloso de Nick Lane sobre las mitocondrias llamado Power Sex and Suicide . Te interesaría leerlo.

No hay pruebas suficientes de la transición evolutiva de procariotas a eucariotas, lo que sugiere que se trata de una especie de salto cuántico. Por ejemplo:

  • No hay registros de microfósiles para los intermedios evolutivos.
  • Casi todas las características eucarióticas, incluidos los orgánulos, la singamia, el núcleo, etc., surgieron simultáneamente.

Entonces, responder cómo sucedió exactamente es bastante difícil.

En cuanto a la teoría autógena; hubiera sido imposible para la enorme célula eucariota (el precursor de las mitocondrias) satisfacer sus demandas de energía sin un orgánulo como las mitocondrias, es decir, un procariota del tamaño de una célula eucariota no sobreviviría. Puedes revisar esta publicación .

Hay células eucariotas que carecen de mitocondrias (por ejemplo, Entamoeba histolytica ) o tienen una con funcionalidad reducida. Sin embargo, estos no son intermedios en la evolución sino que han perdido la funcionalidad de manera retrógrada.

Hay una evidencia más para apoyar la teoría de la endosimbiosis: existe esta observación de que los orgánulos que son menos numerosos en una célula han retenido más de su genoma en comparación con aquellos con los orgánulos que son excedentes (por ejemplo, plástidos frente a mitocondrias). Esto se llama la hipótesis de la ventana de transferencia limitada , que razona que la translocación del orgánulo al gen nuclear habría ocurrido debido a la lesión del orgánulo y la probabilidad de que una célula lo tolere es mayor si hay más orgánulos.

Este artículo sugiere una visión alternativa de que bacterias depredadoras como Bdellovibrio podrían haberse asentado en un huésped procariótico. Hay otros casos de endosimbionte bacteriano en una bacteria más grande ( necesito algo de tiempo para extraer la referencia. Léalo hace un tiempo ), pero estos no son los ancestros de los eucariotas.

Solo para continuar: "hubiera sido imposible para la enorme célula eucariota (el precursor de las mitocondrias) satisfacer sus demandas de energía sin ... mitocondrias": ¿cómo sabemos que una forma temprana de mitocondrias no evolucionó lo que permitió la célula para convertirse en la célula eucariota más grande que vemos hoy? (Es un poco como un argumento del huevo o la gallina de mi parte [procariota-> procariota con mitocondria-> eucariota, versus , procariota-> eucariota-> eucariota con mitocondria], y no necesariamente creo que las primeras mitocondrias vino primero, simplemente haciendo de abogado del diablo).
@GriffinEvo: sí, definitivamente... No dije que la procariota con mitocondrias es la precursora de la eucariota. La información disponible sugiere que el ancestro eucariota obtuvo toda su eucariotidad en un lapso de tiempo relativamente corto. Sugiere que tal vez hubo algún microambiente no ubicuo que lo promovió. El argumento es que una célula eucariota grande que lleva a cabo la función mitocondrial sin tener un orgánulo dedicado no puede prosperar debido al alto gasto de energía.
@WYSIWYG Creo que estás hablando de endosimbiosis secundaria , pero tal vez me equivoque.
@AtlLED.. Soy consciente de la endosimbiosis secundaria, pero no estoy hablando de eso aquí.