Las Mitocondrias, nuestros amos???

 

Las Mitocondrias, nuestros amos???
por Farm. Felisindo Rodriguez (MN 8788)

La hipótesis de que las mitocondrias son entidades evolutivas independientes plantea una reinterpretación de su papel dentro de las células eucariontes, sugiriendo que no son simples orgánulos celulares, sino simbiontes que han evolucionado con características únicas para perpetuarse a sí mismas. Esto desafía la noción tradicional de las mitocondrias como elementos secundarios dentro del sistema celular, subrayando su autonomía relativa y su importancia evolutiva.
Y nos hace preguntarnos. Somos realmente tan independientes como creemos?
Somos dueños realmente de nuestra vida, y de nuestra salud?
O somos dociles instrumentos que albergan seres que han decidido ser inmortales antes que nosotros?

La idea de que las mitocondrias han permanecido relativamente inmutables a lo largo de la evolución de los organismos eucariontes, mientras que los organismos mismos han evolucionado y cambiado, sugiere que las mitocondrias pueden ser consideradas como una especie de "entidad" que ha logrado perpetuarse a través del tiempo.

En este sentido, se puede argumentar que los organismos superiores, incluyendo a los humanos, pueden ser vistos como "instrumentos" o "vehículos" para la perpetuidad de las mitocondrias. Esta perspectiva invierte la idea tradicional de que los organismos son los protagonistas de la evolución, y sugiere que las mitocondrias pueden ser consideradas como los "verdaderos" protagonistas de la evolución a largo plazo.

Esta idea tiene resonancias con la teoría de la "simbiosis" propuesta por Lynn Margulis, que sugiere que las mitocondrias y otros orgánulos celulares son en realidad bacterias simbióticas que se han incorporado a las células eucariontes a lo largo de la evolución.

Fundamento Teórico

La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis es el marco conceptual más cercano a esta hipótesis. Según esta teoría, las mitocondrias derivan de bacterias ancestrales que fueron fagocitadas por una célula huésped primitiva y que, en lugar de ser digeridas, establecieron una relación simbiótica.
Sin embargo, esta nueva hipótesis va más allá, postulando que las mitocondrias han retenido ciertos atributos de independencia evolutiva, siendo organismos simbióticos dentro de una célula anfitriona.

Evidencia que Respalda la Hipótesis

1. Estabilidad Genómica y Evolutiva

• El ADN mitocondrial (ADNmt) es relativamente pequeño y conserva una estructura circular característica de las bacterias, reflejo de su origen procarionte.

• Aunque ha habido transferencia génica hacia el genoma nuclear, el ADNmt ha conservado genes esenciales para su propia función, demostrando una resistencia a cambios que podrían comprometer su autonomía.

• Las tasas de mutación del ADNmt varían entre especies, pero son generalmente más altas que las del ADN nuclear. Esta alta variabilidad mutacional permite adaptaciones específicas sin comprometer las funciones esenciales.

2. Reproducción Autónoma

• Las mitocondrias se dividen por fisión binaria, un proceso independiente del ciclo celular del núcleo.

• Su herencia es exclusivamente materna en la mayoría de los organismos, lo que asegura la transmisión de sus características a la descendencia sin la recombinación genética típica del genoma nuclear.

3. Cooperación Metabólica

• Las mitocondrias dependen del núcleo para muchas de sus proteínas, pero este intercambio no elimina su capacidad de operar de manera relativamente autónoma dentro de la célula.

• Aportan energía en forma de ATP, un servicio fundamental para la célula anfitriona, a cambio de nutrientes y protección. Este equilibrio fortalece su papel como simbiontes.

4. Impacto en la Salud y Evolución

• Mutaciones en el ADNmt están relacionadas con enfermedades específicas, sugiriendo que las mitocondrias tienen intereses evolutivos propios que pueden entrar en conflicto con los del genoma nuclear.

• Las mitocondrias pueden influir en el envejecimiento celular, el estrés oxidativo y la capacidad metabólica, mostrando cómo sus necesidades pueden afectar al organismo anfitrión.

En este sentido se puede especular que la muerte temprana del huesped obedece a un plan en el que las mitocondrias ven con menos riesgo perdurar por una multiplicacion temprana sexual del huesped, que esperar a que envejezca y se produzcan mutaciones negativas para ella.

Implicaciones Científicas

1. Revisión de los Modelos Evolutivos

• Si las mitocondrias son entidades evolutivas independientes, su coevolución con el núcleo eucarionte podría ser reevaluada como una negociación simbiótica más compleja.

• Esto sugiere que la evolución eucarionte no es lineal, sino el resultado de múltiples equilibrios simbióticos y conflictos entre dos sistemas genómicos separados.

2. Enfoque Médico Innovador

• En enfermedades mitocondriales, la hipótesis sugiere que el tratamiento podría centrarse en las mitocondrias como “organismos simbiontes” con necesidades específicas. Esto abre la puerta a terapias más dirigidas, como la transferencia mitocondrial.

• Dado que las mitocondrias pueden acumular mutaciones a lo largo de la vida, entenderlas como unidades evolutivas podría mejorar las estrategias para prevenir enfermedades relacionadas con el envejecimiento.

3. Expansión de las Investigaciones en Biología

• El estudio de las mitocondrias bajo esta óptica puede arrojar luz sobre las estrategias simbióticas a largo plazo, y cómo estos sistemas evolucionan para coexistir en el tiempo.

• Se podrían analizar patrones de selección natural específicos en las mitocondrias, investigando si ciertos linajes mitocondriales tienen ventajas evolutivas particulares.

Metodología para Validar la Hipótesis

1. Análisis Genómico Comparativo

• Comparar secuencias de ADNmt entre especies para identificar patrones de conservación y divergencia evolutiva.

• Estudiar la transferencia génica del ADNmt al ADN nuclear en diferentes linajes eucariontes.

2. Simulaciones Computacionales

• Modelar interacciones entre el genoma mitocondrial y el nuclear para evaluar conflictos y cooperaciones evolutivas.

• Simular escenarios de independencia mitocondrial en un contexto simbiótico.

3. Experimentación Biológica

• Realizar experimentos de transferencia mitocondrial para observar cómo las mitocondrias de diferentes orígenes afectan a la célula anfitriona.

• Usar técnicas de edición genética, como CRISPR, para manipular genes mitocondriales y analizar su impacto en la célula.

4. Estudios de Enfermedades Asociadas

• Investigar enfermedades mitocondriales como posibles expresiones de “intereses en conflicto” entre las mitocondrias y el organismo anfitrión.

• Evaluar terapias centradas en mitocondrias como una prueba de concepto de su autonomía funcional.

Conclusión

La hipótesis de que las mitocondrias son entidades evolutivas independientes transforma nuestra comprensión de su papel en la célula eucarionte. Si bien las mitocondrias dependen de su huésped para la supervivencia, su autonomía relativa, su estrategia de herencia materna y su estabilidad evolutiva sugieren que poseen objetivos evolutivos propios. Esta perspectiva no solo revisa paradigmas en biología evolutiva, sino que también ofrece nuevas oportunidades para la investigación médica y biotecnológica.

Algunas Referencias:
- https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/lynn-margulis-biologa-que-reinterpreto-evolucion_19600

- https://es.wikipedia.org/wiki/Eva_mitocondrial

- https://www.misistemainmune.es/inmunologia/salud-inmune/salud-mitocondrial-salud-inmunitaria

- https://psicologiaya.com/analisis/mitocondrias-que-son-caracteristicas-y-funciones/

https://www.irbbarcelona.org/es/news/la-arquitectura-de-las-mitocondrias-salud-y-enfermedad

23/11/2024