¿Cuál es la teoría de cómo una mitocondria entra en una célula eucariótica?

En primer lugar, su pregunta sería más precisa si hubiera preguntado “¿Cuál es la teoría de cómo las mitocondrias ingresaron en otra célula procariota para formar la primera célula eucariótica?”

A principios del siglo XX, se propuso una teoría que explica cómo nacieron los eucariotas.

(Nota: Ga = gigaannus = 1 mil millones de años)

La vida se originó en el planeta alrededor de 3.5 Ga (los fósiles más antiguos, los estromatolitos, datan de 3.500 millones de años, pero es completamente posible que la vida haya comenzado en la Tierra anteriormente). Los primeros organismos vivientes fueron procariotas. Eran los únicos habitantes de la Tierra durante más de 1,5 mil millones de años. Pero eran un grupo diverso, desde autótrofos hasta heterótrofos, algunos eran fotosintéticos (los antepasados ​​de las cianobacterias se originaron antes de 2.7 Ga, el comienzo de la revolución del oxígeno). Los organismos eucariotas más antiguos tienen 1.800 millones de años. ¿Cómo llegaron a existir?

De acuerdo con la teoría de Endosymbiont , las mitocondrias y los plástidos (orgánulos en una célula eucariota) eran anteriormente procariotas, que comenzaron a vivir dentro de células más grandes. Los antepasados ​​procarióticos de las mitocondrias y los plástidos probablemente ingresaron a la célula huésped como presas no digeridas o parásitos internos .

¿Cómo sería esto beneficioso? Bueno, los niveles de oxígeno en la atmósfera habían aumentado mucho. Esto permitió que surgiera una nueva forma de respiración, un método mejor: aeróbico. Un anfitrión que era en sí mismo un anaerobio se habría beneficiado de los endosimbiontes (una célula que vive dentro de otra célula) que podría hacer uso del oxígeno. Con el tiempo, los dos organismos se convertirían en uno, inseparables.

Otro hecho interesante (o al menos notable), como puedes ver en la imagen a continuación, es que las mitocondrias evolucionaron antes que los plástidos a través de una secuencia de eventos endosimbióticos (esta hipótesis se denomina endosimbiosis en serie) ya que todos los eucariotas tienen mitocondrias, pero solo los autótrofos eucarióticos tienen plástidos .

Ahora, un proceso como este puede parecer altamente improbable, pero considere esto:

1. Los procariotas se originaron alrededor de 3.5 Ga.
2. Los eucariotas se originaron alrededor de 1.8 Ga.

Los procariotas vivieron en el planeta por alrededor de 1,700,000,000 de años. ¿No hay siquiera una pequeña posibilidad de que algo como esto haya sucedido en todos esos años? Y además, si la vida pudiera originarse a partir de compuestos simples ( abiogénesis ), la endosimbiosis debería ser ciertamente posible.

Leí en alguna parte que los científicos han observado directamente casos en los que un endosimbionte que comenzó como presa o parásitos desarrolló una relación mutuamente beneficiosa con el huésped.

Cualquiera que sea su opinión sobre este asunto, la teoría de Endosymbiont está respaldada por una gran cantidad de evidencia:

• Las membranas internas de ambos orgánulos tienen enzimas y sistemas de transporte que son homólogos a los que se encuentran en las membranas plasmáticas de los procariotas vivos.
• Las mitocondrias y los plástidos se replican mediante un proceso de división que es similar al de ciertos procariotas. Además, cada uno de estos orgánulos contiene moléculas circulares de ADN que, como los cromosomas de las bacterias, no están asociadas con histonas o grandes cantidades de otras proteínas.
• Las mitocondrias y los plástidos tienen su propia maquinaria celular (incluidos los ribosomas) necesaria para transcribir y traducir su ADN en proteínas.
• Los ribosomas de las mitocondrias y los plástidos son más similares a los ribosomas procarióticos que a los ribosomas citoplasmáticos de las células eucariotas, en términos de tamaño, secuencias de ARN y otras características.

Entonces, ¡esa era la teoría endosimbionte!

Las mitocondrias tienen su propio ADN y se cree que las mitocondrias se originaron a partir de bacterias primitivas que fueron engullidas por la célula eucariótica.

La teoría del endosimbionte sugiere que la bacteria que fue engullida permaneció dentro de la célula pro-eucariótica como Symbiont. El procedimiento de evolución de las mitocondrias fue el siguiente:

1. Inicialmente, la pared celular del procariota desapareció. Esto aumentó las posibilidades de transferencia horizontal de genes y también aumentó la movilidad requerida para la fagocitosis.

2. Más tarde, la célula comenzó a invadir cosas a su alrededor y consumió material mediante el proceso de fagocitosis.

3. A medida que la pared celular desaparecía, la invaginación estaba ocurriendo con frecuencia. La información genética de la célula que estaba en contacto directo con el citosol comenzó a aislarse del citosol ya que la invaginación de la membrana conduce a la formación de la membrana nuclear.

4. De la misma manera, se formó el retículo endoplásmico.

5. De alguna manera, en el curso de la evolución de esa bacteria o célula pro eucariótica, una bacteria aeróbica fue invaginada y consumida por fagocitosis.

6. La bacteria vivió simbióticamente con la célula temprana y se desarrolló como mitocondrias.

7. La bacteria tiene una membrana externa similar a la membrana plasmática ya que se originó debido a la invaginación de la membrana.

8. La membrana interna era la parte de la bacteria. Consiste en Cardiolipins y es altamente impermeable a los iones y las moléculas.

9. El análisis genético sugiere que las mitocondrias se han derivado de bacterias moradas (miembro de Rickettsia). Las mitocondrias tienen ARN ribosómico de los años 70 que es descendiente del procariota.

Existe una teoría sobre cómo los orgánulos que contienen ADN propio como las mitocondrias y los cloroplastos (en las plantas) llegaron a existir dentro de una célula eucariota, llamada teoría endosimbiótica. Podrían haber existido como organismos procarióticos independientes en el pasado. La forma más temprana de una célula eucariótica podría haber fagocitado de alguna manera a estos organismos como alimento, y accidentalmente podría no haber sido capaz de digerirlos. Por el contrario, el proceso de liberación de energía de las mitocondrias y la capacidad de atrapar la luz del clorolast deben haber beneficiado al organismo eucariótico en tal medida, que el eucariota temprano sintió la menor necesidad de expulsarlos de su cuerpo. Con la protección del medio ambiente del eucarionte temprano, las mitocondrias y el cloroplasto también se vieron beneficiados. Con sucesivas generaciones de ayudarse mutuamente, debe haber evolucionado una relación mutualista entre los eucariotas primitivos y los orgánulos, y se mantuvieron juntas en una forma, y ​​no podrían existir sin la una a la otra de manera independiente, es decir, llegaron a existir en un simbiótico relación.

Esta es solo una teoría propuesta por una línea de científicos, debido a la existencia de su propio material genético dentro de los orgánulos, que es el ADN mitocondrial y el ADN del cloroplasto.

La hipótesis de la endosimbiosis postula que una bacteria entró en un eucariota y se convirtió en la mitocondria. Pero hay otra explicación. Puede haberse originado en su host junto con muchos otros orgánulos. Muchos de estos fueron desplazamientos, y algunos llegaron a ser tan autónomos que sobrevivieron incluso cuando el hast se extinguió. Se convirtieron en la bacteria. Esta es la Teoría de escape de Organelle, que se explica aquí:

Conceptos erróneos en las teorías de la evolución

Se llama teoría endosimbiótica . Un organismo procariota entró en un organismo eucariótico y comenzó a vivir simbióticamente.