2005-03-07

    Hidrogenosomas y el origen de las mitocondrias

    Anteriormente he comentado aquí la teoría de Lynn Margulis sobre el origen del núcleo y los undulipodios. Al hacerlo, mencioné que hay otro escenario simbiótico que explica el origen de las mitocondrias y que podría tener implicaciones también sobre el origen del núcleo. Lynn Margulis puede reclamar el crédito de la simbogénesis como origen de la célula eucariota, en particular la mitocondria y los cloroplastos, pero irónicamente el modelo simbiótico que va ganando peso no es el propuesto por ella, sino la otra teoría que mencioné: la hipótesis del hidrógeno 1.

    Hay al menos tres tipos de eucariotas atendiendo a su metabolismo respiratorio (y por tanto sus orgánulos respiratorios). La mayoría son organismos aerobios mitocondriados, pero hay un número de grupos que carecen de verdaderas mitocondrias. Durante cierto tiempo se ha pensado que estos grupos representaban la condición ancestral eucariota; la célula proto-eucariota primero adquiere núcleo y en un suceso independiente y posterior, mitocondrias. Sin embargo, filogenias realizadas recientemente nos muestran otro panorama: los organismos amitocondriados derivan de grupos mitocondriados, por lo que la pérdida de mitocondrias es un carácter secundario, una simplificación citológica como adaptación a ambientes especiales 2.

    Siendo esto así, no sabemos si la adquisición de núcleo y mitocondria son dos sucesos evolutivamente simultáneos o acaso dependientes, por lo que establecer con seguridad si los organismos amitocondriados descienden de organismos mitocondriados es de vital importancia.

    Margulis favorece la visión de que existen amitocondriados primitivos; la hipótesis del hidrógeno precisamente apunta a un modelo que explicaría cómo los amitocondriados podrían provenir de organismos mitocondriados. Y esto es así por la existencia de un tipo de orgánulo celular llamado hidrogenosoma que produce energía e hidrógeno como residuo. Los organismos con hidrogenosomas viven en ambientes anaerobios y carecen de mitocondrias. Las mitocondrias producen su energía generando agua como desecho. Como el agua es hidrógeno oxidado, Martin y Müller se plantearon si ambos orgánulos estarían relacionados evolutivamente y construyeron el siguiente modelo sintrófico:

    Un organismo anaerobio facultativo (en presencia de oxígeno respira, en ausencia, fermenta produciendo hidrógeno) entraría en simbiosis ecológica con un organismo metanógeno (anaerobio estricto; usa hidrógeno y produce metano). Esta relación sintrófica puede coevolucionar hacia una mayor interdependencia, culminando en la endosimbiosis. Este nuevo organismo simbionte, en condiciones anaerobias, produce metano, pero en condiciones aerobias produciría CO2 y agua.

    Este modelo explicaría la evolución de las mitocondrias, pero los hidrogenosomas podrían ser bien un estadio primitivo o una regresión de las mitocondrias al volver a condiciones anaerobias. Pero antes de preocuparnos por qué fue antes, si el huevo o la gallina, hay que averiguar si efectivamente mitocondrias e hidrogenosomas son orgánulos relacionados evolutivamente. En concreto, habría que averiguar si los hidrogenosomas poseen cadena de transporte de electrones y ATP sintetasa homóloga a la mitocondrial. Esto es de particular importancia puesto que en el proceso de respiración mitocondrial está implicado el transporte de hidrógeno. Si ambos orgánulos utilizan las mismas proteínas, podemos inferir que están relacionados, y comparando estas proteínas con los equivalentes bacterianos, podemos saber si los hidrogenosomas provienen de mitocondrias, viceversa, o tienen origenes independientes.

    El año pasado dos estudios independientes encontraron sendos componentes de uno de los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial en hidrogenosomas de Trichomonas vaginalis, las proteínas Ndh51 7 y Ndh24 8. Curiosamente las filogenias de ambas proteínas cuando se comparan con las de mitocondrias y bacterias resultan ser diferentes; una o las dos han sufrido una alta tasa de mutación con respecto a la otra y su excesiva divergencia impide resolver entre las alternativas.

    La solución al dilema sería encontrar más proteínas de los hidrogenosomas, lo que sería realmente fácil si estos orgánulos tuviesen genoma propio. En el caso de T.vaginalis no se ha detectado genoma en los hidrogenosomas, pero en un artículo del número de la semana pasada de Nature se describe el aislamiento y secuenciación de parte del genoma del hidrogenosoma de Nyctotherus ovalis 5.

    El título del artículo lo dice todo: una mitocondria anaerobia que produce hidrógeno. A partir del trozo de genoma aislado y secuenciado, se han obtenido datos de varias proteínas de los complejos I y II de la cadena respiratoria, así como proteínas ribosómicas mitocondriales y uno de los RNA ribosómicos mitocondriales. El análisis de todas estas secuencias es consistente: el hidrogenosoma de N.ovalis proviene de las mitocondrias de ciliados.

    Los datos de Boxma et al junto con los de Hrdy et al (la proteína analizada por Dyall et al habiendo sufrido por tanto el efecto de la rama larga) prueban sin dudas que la hipótesis del hidrógeno más que una hipótesis es una teoría coherente.

    No sólo sabemos que la mitocondria es un simbionte de origen (alfa-proteo)bacteriano, sino que además tenemos un modelo que explica cómo se produjo esta simbiogénesis.


    1 W. Martin and M. Müller, Nature 392, 37 - 41 (05 March 1998)
    2 Roger, A. J. & Silberman, J. D. Nature 418, 827-829 (2002)
    3 Dyall, S. D. et al. Nature 431, 1103-1107 (2004)
    4 Hrdy, I. et al. Nature 432, 618-622 (2004)
    5 Boxma, B. et al. Nature 434, 74-79 (2005)

Referencias (TrackBacks)

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Comentarios

1
De: BioMaxi Fecha: 2005-03-17 03:56

Los trackbacks dentro de Blogalia siguen sin funcionar. Enlace a la historia de Paleo en el cuerpo, y aviso a él en sus comentarios. Con el gustillo que le estaba pillando yo a eso del aviso automático al referido...



2
De: Algernon Fecha: 2005-03-17 08:33

YODA: And well you should not. For my ally in the Force. And a powerful ally it is. Life creates it, makes it grow. It's energy surrounds us and binds us. Luminous beings are we...(Yoda pinches Luke's shoulder)...not this crude matter. (a sweeping gesture) You must feel the Force around you. (gesturing) Here, between you...me...the tree...the rock...everywhere! Yes, even between this land and that ship!

xDDD



3
De: BioMaxi Fecha: 2005-03-17 11:58

Algernon, más de lo que tú te crees: la idea de lo de los midiclorianos endosimbiontes celulares es una misitificación de la idea de la simbiogénesis de Margulis. Pa que veas.



4
De: Algernon Fecha: 2005-03-17 12:11

A ver, que alguien me lo aclare una vez por todas: la Margulis es buena o mala? :P



5
De: BioMaxi Fecha: 2005-03-17 12:15

La Fuerza es, como tantas cosas, maniquea. Y ella no será el primer caso de caballero Jedi atraído finalmente por la facilidad del lado oscuro...



6
De: BioMaxi Fecha: 2005-03-17 12:55

Hablando más en serio, ahí van un par de enlaces sobre Margulis y sus teorías (para bien y para mal):
http://paleofreak.blogalia.com/historias/10252
http://paleofreak.blogalia.com/historias/11547
http://paleofreak.blogalia.com/historias/21316
http://evolucionarios.blogalia.com/historias/21432
http://paleofreak.blogalia.com/historias/25653
http://evolucionarios.blogalia.com/historias/27794

¡Y esto es sólo lo que he encontrado de Paleofreak o mío!



7
De: El PaleoFreak Fecha: 2005-03-18 01:28

Algernon, para mí Margulis es mala, pero insisto: para mí (y soy una persona que siempre ha estado de parte de Sauron).



8
De: Assarhaddon Fecha: 2005-03-18 21:55

Hola El paleofreak:
¿Te has preguntado quién hace de Sauron en la analogía Frodo-doctorado?



9
De: cristian villar neira Fecha: 2005-06-06 21:45

MI PREGUNTA ES ¿QUE SON LOS MIDICLORIANOS ?

PUEDEN SER MICROORGANOIDES INACTIVOS O NO GRACIAS PORFAVOR AYUDARME...



10
De: Anónimo Fecha: 2005-08-25 03:49

ghijokjlojj,,vyudftgjsfh,jbjsjgghvbbhfjytgkjtgh ojkjfityityi



11
De: katy Fecha: 2006-05-20 18:02

no se que pasa eres una persona muy buena pero sthefy es mimejor amiga no se lo digas a nadie plissss.



12
De: laura Fecha: 2007-02-08 04:08

Es pésima tu exposición. Revisa bien cómo funciona tu lógica. Una cosa es que opines diferente a Margulis y plantees tus ideas y otra es que permitas que se insulte a una autoridad. Ya quisieras tener la popularidad de Margulis



13
De: Elena Fecha: 2007-10-16 22:41

es muy importante la Biologia?. que tal para vivir de ella, economicamente hablando?



14
De: diegotex Fecha: 2008-05-15 04:27

bueno yo creo que esta informacion es buena espero que lo aprovechen por favor sigan haciendo mas paginas buenas cuidense mucho chicas adios entren apaginasbuenas okkkkkkkkkkkkk



15
De: diegotex Fecha: 2008-05-15 04:27

bueno yo creo que esta informacion es buena espero que lo aprovechen por favor sigan haciendo mas paginas buenas cuidense mucho chicas adios entren apaginasbuenas okkkkkkkkkkkkk



16
De: diegotex Fecha: 2008-05-15 04:28

si alguna chica se anima a que le de algunos consejitos para que aprenda a ser mas responsable entre a mi msn diego_elmejor1@hotmail.com te espero linda



17
De: carlosalberto gaona santamaria Fecha: 2008-07-13 00:05

sean realistas



18
De: carlos a g s Fecha: 2008-07-13 00:22

por q son tan hijue@═4# sean realistas yo se q todo eso en mentira



19
De: biol. angel Fecha: 2008-08-20 22:36

la informacion que proporciona esta completa y considero k tlaves se podria incrementar mas la informacion para las generaciones se forman enhorabuena gracias...



20
De: biol. angel Fecha: 2008-08-20 22:36

la informacion que proporciona esta completa y considero k tlaves se podria incrementar mas la informacion para las generaciones se forman enhorabuena gracias...



21
De: Anónimo Fecha: 2008-10-29 02:41

g,m gh,



22
De: katheee Fecha: 2008-11-09 15:59

ups.....esta chevere



23
De: Christopher - Mobile Phones Fecha: 2009-03-09 13:28

Malhereusement je ne sais pas ecriver en italien, mais, l'information est a vrais dire tres admirable! J'ai appris beaucoup de nouveaux, et je voudrais dire mon grand merci a l'eauteur de cet article!



24
De: particia Fecha: 2009-05-21 21:07

q usds son unos putas y a mariana q si si se lo buelvo a meter rico por el culo como la ces pasada



25
De: particia Fecha: 2009-05-21 23:38

hola esto no es lo q nesecito porfa me pueden ayudar



26
De: particia Fecha: 2009-05-21 23:44

dijo adres




27
De: ANDRES Fecha: 2009-05-21 23:50

PUTA DEJE DE DECIR MIERDA



28
De: samira Fecha: 2009-08-18 22:46

estoy buscando el origen de las mutocondrias y aca no sale especificamente lo q busco.
traten de no escribir en ingles



29
De: lautaro nahuel Fecha: 2010-04-26 22:42

¿como se originaron los cloroplastos y las mitocondrias?



30
De: culo Fecha: 2010-08-05 20:42

todo esto es una pelotudeeezzz y el que escrivio esto lo iso todo mal ye s un burrroooooo rrretrrrasadoooooo mentaaaaaaaaaaal putttoooooo♥



31
De: concha Fecha: 2010-08-05 20:45

concha pito y sexo



32
De: concha Fecha: 2010-08-05 20:46

hayyyyyyyyyyyy siiiiiiiiii mas durooooo sexiiiiii cjanme mi corrreo es yo_lucila_hay@hotmail.com



33
De: concha Fecha: 2010-08-05 20:46

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34
De: concha Fecha: 2010-08-05 20:47

ggggggggggggg



35
De: Steff u.u Fecha: 2012-06-05 22:29

Origen De Las Mitocondrias
Origen
La científica estadounidense Lynn Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esta versión actualizada, hace unos 1.500 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno frecuentemente observado. De esta manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Este mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su membrana y la forma en que producen energía, etc.



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De: Steff u.u Fecha: 2012-06-05 22:30

Origen De Las Mitocondrias
Origen
La científica estadounidense Lynn Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esta versión actualizada, hace unos 1.500 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno frecuentemente observado. De esta manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Este mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su membrana y la forma en que producen energía, etc.



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De: Steff u.u Fecha: 2012-06-05 22:30

Origen De Las Mitocondrias
Origen
La científica estadounidense Lynn Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esta versión actualizada, hace unos 1.500 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno frecuentemente observado. De esta manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Este mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su membrana y la forma en que producen energía, etc.



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