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Si piensas en tus clases de Ciencias Naturales de la ESO tal vez recuerdes que “la mitocondria es la fuente de energía de la célula”. En efecto, la mitocondria es un órgano de la célula cuya función consiste en fabricar ATP (la moneda de cambio de energía celular) a partir de los azúcares, las proteínas y las grasas que comemos.
Pues bien, si hiciésemos un zoom enorme en una imagen de una mitocondria, llegaríamos a ver, nadando entre las crestas de sus dos membranas, una serie de moléculas en forma de aros retorcidos. Estos aros resulta que son ADN mitocondrial.
En efecto, las mitocondrias tienen su propio genoma, ajeno a los cromosomas del núcleo celular. No solo eso, sino que también tienen su propio ARN y sus propios ribosomas y además se dividen por fisión binaria, independientemente de la célula que las contiene. Las mitocondrias transmiten información genética a sus hijas, y cada una contiene varias copias de su genoma dentro de sus membranas. Son como células que viven dentro de las tuyas.
¿Por qué es esto así? ¿Para qué nos sirve ese genoma mitocondrial? ¿Y cómo funciona? Podemos empezar a resolver esas cuestiones examinando el origen de la mitocondria.
La teoría endosimbiótica
Hace 2.000 millones de años, antes de que la mitocondria fuese un orgánulo de la célula, era una bacteria libre que nadaba por el océano. Era una bacteria aeróbica, es decir, capaz de vivir en presencia del tóxico oxígeno e incluso de usarlo para obtener energía. En un momento dado, esa bacteria fue engullida por otra célula, una célula nucleada y anaerobia. Sin embargo, en lugar de ser una digerida por la otra, la bacteria y la célula establecieron una relación de simbiosis. La bacteria aportaba su capacidad de respirar oxígeno y a cambio la célula eucariota la alimentaba.
endosimbiosis
El proceso de la endosimbiosis.
Esto es lo que se conoce como teoría endosimbiótica o de endosimbiosis seriada, y fue presentada por Lynn Margulis en 1967. Además de a las mitocondrias, se aplica también a los cloroplastos (los órganos de las células vegetales que realizan la fotosíntesis), que habrían sido absorbidos hace entre 1.200 y 1.000 millones de año, siendo originalmente cianobacterias.
La teoría endosimbiótica explica por qué mitocondrias y cloroplastos tienen ADN: era el genoma original de la bacteria. Un genoma que con el paso de los milenios fue reduciéndose en tamaño, probablemente cediendo parte de sus genes al ADN nuclear.
Hay muchos hechos que apoyan esta teoría. Las mitocondrias son muy similares a bacterias actuales: tienen un tamaño parecido, contienen ADN circular bicatenario cerrado, tienen ribosomas 70S (a diferencia de los 80S de las células eucariotas que las rodean) y se dividen por fisión binaria. Además tiene doble membrana, lo cual es un signo de que la mitocondria ha sido fagocitada (pues la membrana exterior se parece a la de las eucariotas y la interior a la de las bacterias). Por otra parte, se han encontrado similitudes entre el ADN mitocondrial y nuclear, además de que las mitocondrias son incapaces de sobrevivir fuera de la célula eucariota.
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