Hasta donde yo sé, todas las mitocondrias en todos los eucariotas tienen ADN. Y hay un par de muy buenas razones para que esto sea así.
Pero primero una breve descripción (y bastante simplificada).
Primero, tenga en cuenta que las mitocondrias se reproducen dentro de la célula eucariota del huésped cuando lo requiere la célula misma (por ejemplo, si se requiere más energía o si la célula se está preparando para reproducirse); y para hacerlo, se requieren algunas proteínas y enzimas para su fabricación. En el pasado remoto, cuando las mitocondrias todavía eran bacterias libres que infectaban algunas células, todas las proteínas y enzimas requeridas serían fabricadas por ellos mismos a través de su propio ADN. Algunas de esas bacterias “apreciaron” vivir dentro de un ambiente celular agradable, cuidadosamente regulado y protegido, y se quedaron allí. A cambio, le dieron al huésped el beneficio de todo el ATP adicional que podían producir y ahora no lo harían. exigir. Una buena situación de ganar / ganar.
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Esas proto-mitocondrias endosimbióticas eran propensas a morir (como todos todavía lo hacen hoy en día), y liberaron su contenido, algunos de los cuales eran ADN. Y como es probable que suceda (incluso hoy en día), algunos de esos fragmentos de ADN fueron absorbidos por el núcleo de la célula e incorporados dentro. Después de que pasaron algunos eones, las mitocondrias sufrieron una cierta cantidad de daño en el ADN que los habría matado, pero no porque los genes correspondientes estaban en el ADN del huésped; el resultado: mitocondrias que pierden uno o más genes que requieren para reproducirse y / o funcionar, pero que aún pueden hacerlo porque el huésped tiene copias de esos genes y puede compensar su falta al producir las proteínas y enzimas requeridas. Esa es la evolución, en su forma más bella y adaptativa, es decir, otra situación en la que todos ganan: las mitocondrias que aún pueden vivir y hacer su trabajo porque el anfitrión las ayuda.
Obviamente, ese estado de cosas se ve bien para las mitocondrias; pero, ¿hay también una ventaja para la célula huésped? Sí, lo hay: ahora la célula huésped puede controlar las mitocondrias y hacer que marchen a la melodía que la célula quiere, y no la suya. En particular, las mitocondrias ahora solo pueden reproducirse cuando la célula huésped expresa los genes que necesitan para reproducirse; sin la célula huésped, las mitocondrias no son formas de vida inviables. O, en otras palabras: este es el fin de la capacidad de las mitocondrias para destruir al huésped en un estallido de frenesí reproductivo; capacidad que tenían sus antepasados completamente funcionales, pero eligen no expresar, la mayoría de las veces, es decir: aquellos que destruyeron al anfitrión y terminaron su relación favorable, mientras que aquellos que mantuvieron la “asociación” vivieron felices mientras hacían autostop a sus más grandes y fuertes , protegiendo al huésped.
Ahora, las dos razones:
- Tener mitocondrias sin algunos genes críticos es beneficioso para el eucariota del huésped, ya que esto le permite al huésped obtener el control sobre lo que podría ser una amenaza potencial: una bacteria viva que de otro modo podría matarlo en cualquier momento que quisiera.
- Pero tener mitocondrias sin ningún ADN desplazaría mucho trabajo a la célula que muchas mitocondrias realizan por sí mismas de forma independiente. Hacerlo sería perjudicial para la eficiencia de la célula.
Este último punto requiere alguna explicación.
Dado que las mitocondrias no tendrían capacidad de síntesis de proteínas (debido a que no tienen ADN interno), el huésped tendría que sintetizar todas las proteínas y enzimas que requiere la mitocondria; y en la cantidad correcta No solo eso, sino que tendría que transportarlos a la “cáscara vacía” de las muchas mitocondrias. Y para hacerlo aún más complejo, tendría que transportar las proteínas correctas en la cantidad correcta a las mitocondrias correctas.
Mientras que, como las cosas funcionan ahora, las pocas proteínas que están codificadas por el núcleo de la célula se liberan cuando la célula “quiere” y son absorbidas y transportadas a las mitocondrias cuando las requieren y en la cantidad que las requieren. Cada otra proteína o enzima que requieren las mitocondrias es fabricada por cada uno en la cantidad que necesita; o, en otras palabras, cada mitocondria se encarga de mantener su propia homeostasis: regula y optimiza su propio entorno y procesos internos.
Ciertamente parece que es mucho mejor dejar que cada mitocondria individual haga su propia regulación interna; o al menos tanto como sea posible sin correr el riesgo de un asalto incontrolado a la célula anfitriona. Y esto significa permitirles conservar la mayor cantidad posible de su propio ADN y maquinaria asociada.
Como en todo lo biológico, hay un equilibrio entre impulsos opuestos. En este caso, es un equilibrio entre tener un motor productor de ATP autorregulado, simplificado, simplificado y eficiente (o, a menudo, múltiples motores independientes); y, por otro lado, tener una herramienta bacteriana controlable que no se volverá contra la célula huésped. Después de eones de evolución, esto es exactamente lo que tenemos.
