Teoria De La Endosimbiosis

Teoría de la Endosimbiosis

La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánulos propios de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que después de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido una relación endosimbiótica con éste. Se especula con que las mitocondrias provendrían de proteobacterias alfa (por ejemplo, rickettsias) y los plastos de cianobacterias.

La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas. También se conoce por el acrónimo inglés SET (Serial Endosymbiosis Theory).

En su libro de 1981, Symbiosis in Cell Evolution, Margulis sostiene que las células eucariotas se originaron como comunidades de entidades que obraban recíprocamente y que terminaron en la fusión de varios organismos. En la actualidad, se acepta que las mitocondrias y los cloroplastos de los eucariontes procedan de la endosimbiosis. Pero la idea de que una espiroqueta endosimbiótica se convirtiera en los flagelos y cilios de los eucariontes no ha recibido mucha aceptación, debido a que estos no muestran semejanzas ultraestructurales con los flagelos de los procariontes y carecen de ADN.

Pruebas a favor de la teoría

La evidencia de que las mitocondrias y los plastos surgieron a través del proceso de endosimbiosis son las siguientes:

* El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias.

* Las mitocondria y los cloroplastos contienen ADN bicatenario circular cerrado covalentemente - al igual que los procariotas- mientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas bicatenarios lineales.

* Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula.

* Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis). En algunas algas, tales como Euglena, los plastos pueden ser destruidos por ciertos productos químicos o la ausencia prolongada de luz sin que el resto de la célula se vea afectada. En estos casos, los plastos no se regeneran.

* En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. Por otro lado, los tilacoides que encontramos en cloroplastos son similares a unos sistemas elaborados de endomembranas presentes en cianobacterias.

* En general, la síntesis proteica en mitocondrias y cloroplastos es autónoma.

* Algunas proteínas codificadas en el núcleo se transportan al orgánulo, y las mitocondrias y cloroplastos tienen genomas pequeños en comparación con los de las bacterias. Esto es consistente con la idea de una dependencia creciente hacia el anfitrión eucariótico después de la endosimbiosis. La mayoría de los genes en los genomas de los orgánulos se han perdido o se han movido al núcleo. Es por ello que transcurridos tantos años, hospedador y huésped no podrían vivir por separado.

* En mitocondrias y cloroplastos encontramos ribosomas 70s, característicos de procariotas, mientras que en el resto de la célula eucariota los ribosomas son 80s.

* El análisis del RNAr 16s de la subunidad pequeña del ribosoma de mitocondrias y plastos revela escasas diferencias evolutivas con algunos procariotas.

* Una posible endosimbiosis secundaria (es decir, implicando plastos eucariotas) ha sido observado por Okamoto e Inouye (2005). El protista heterótrofo Hatena se comporta como un depredador e ingiere algas verdes, que pierden sus flagelos y citoesqueleto, mientras que el protista, ahora un anfitrión, adquiere nutrición fotosintética, fototaxia y pierde su aparato de alimentación.

Pruebas en contra de la teoría

* Las mitocondrias y los plastos contienen intrones, una característica exclusiva del ADN eucariótico. Por tanto debe de haber ocurrido algún tipo de transferencia entre el ADN nuclear y el ADN mitocondrial/cloro plástico.

* Ni las mitocondrias ni los plastos pueden sobrevivir fuera de la célula. Sin embargo, este hecho se puede justificar por el gran número de años que han transcurrido: los genes y los sistemas que ya no eran necesarios fueron suprimidos; parte del ADN de los orgánulos fue transferido al genoma del anfitrión, permitiendo además que la célula hospedadora regule la actividad mitocondrial.

* La célula tampoco puede sobrevivir sin sus orgánulos: esto se debe a que a lo largo de la evolución gracias a la mayor energía y carbono orgánico disponible, las células han desarrollado metabolismos que no podrían sustentarse solamente con las formas anteriores de síntesis y asimilación.

TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariontes hace unos 1,500 millones de años.

Lynn Margullos, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procarionte, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula en un momento dado, englobaría (fagocitosis) a otras células procarióticas más pequeñas que tuvieran estructuras primitivas para metabolizar el CO2 atmosférico; y otras capaces de absorber la luz solar e iniciar el proceso fotosintético estableciéndose de esta manera una relación endosimbiótica conocida con el nombre de eucariota.

La incorporación intracelular de estos primitivos procariontes a la primitiva célula eucariota, le proporcionaría dos características fundamentales de las que carecía:

• La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en aerobia.

• La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.

Para comprender mejor esta teoría es pertinente definir el término simbiosis. Se trata de una asociación prolongada de individuos (coexistencia) de diferente clase en una unidad morfológica con ventajas mutuas y significativas. Por tanto, el término endosimbiosis se refiere a una relación simbiótica al interior de la célula, con algunas particularidades metabólicas que no se encontraban en los individuos separados y esta asociación se transmite de generación en generación.

Los fundamentos de la teoría endosimbiótica son:

1. Las mitocondrias y cloroplastos, organelos presentes en las células eucariontes, tienen dimensiones y morfología parecidas a la de las bacterias.

2. Estos organelos poseen ADN, ARNm, ribosomas, ARNt. componentes esenciales para su duplicación independiente del núcleo celular. La importancia de estas observaciones radica en sugerir que estos organelos fueron organismos unicelulares capaces de autoreplicarse y sintetizar la totalidad de sus proteínas por si mismos.

3. Poseen ADN circular al igual que las bacterias actuales. Los pasos si biogenéticos propuestos por Marguillas comienzo se unió una bacteria denominada "arquea fermentadora o termoacidofila" que obtenía energía del azufre y del calor con una bacteria denominada "espiroqueta" la cual era nadadora, formando un nuevo organismo que sumaría sus características iníciales de forma sinérgica. Luego se les sumaria una nueva y llamativa resistencia al intercambio genético horizontal, así el ADN quedaría confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula por una membrana. Luego de la evolución por mitosis en los protistas nadadores, se incorporó otra bacteria que respiraba oxígeno, volviéndose así más grande y compleja, la cual era capaz de engullir alimento en forma de partículas; así el delicado nadador, tolerante al calor y al ácido y respirador de oxigeno formaba ahora un único y prolífico individuo que produjo nubes de prole. De este modo, el nuevo endosimbionte (es decir, ultima bacteria) se convertiría en mitocondria y paroxismo, que permitió el éxito del nuevo organismo en medios ricos de oxígeno, donde antes no podía sobrevivir.

Dicho organismo respirador de oxigeno engullo, pero no pudo digerir bacterias fotosintéticas de color verde brillante; las cuales después de una larga lucha y un largo tiempo pudieron hacer parte del mencionado organismo, siendo conocidas como cloroplastos. Todo este proceso dio lugar a las llamadas algas verdes nadadoras, ancestros de las células vegetales actuales, capaces de sintetizar la energía del sol, que contribuyeron al éxito de animales y hongos. Teoría de la endosimbiosis

Explicación del dibujo: Se une la espiroqueta (de color verde) y la termoacidofila (de color violeta).Engullen la tercera bacteria (de color rojo; que se convertiría en la mitocondria)Engullen la cuarta bacteria (de color verde; que se convierte en el cloroplasto)Presentación y alcance de la teoríaMargulis la presentó en 1967 en un artículo de la revista Jornal of Teorética Biología bajo el nombre de "Origen of Citosina Cellas". Cabe mencionar que esta fue rechazada en quince ocasiones, demostrando que no siempre lo que se espera, se logra. Pero gracias a la intervención directa del editor James F. Da Nelly, se posibilito su publicación. Max Taylor (especializado en protistas y profesor de la Universidad de British Columbia) la bautizo con el acrónimo de SET, que significa "Serial Endosymbiosis Theory", nombre

...