I mitocondri e l’origine della vita

Vedete tutti quei puntini rossi nell’immagine di copertina di questo articolo? Ecco, state guardando i mitocondri. Impressionante vero? Ciascuna cellula del nostro corpo può contenerne migliaia in quanto la loro funzione principale è quella di produrre ATP, molecola energetica indispensabile ad ogni organismo vivente (non a caso questi organelli sono soprannominati le “fabbriche energetiche” della cellula!).

Escludendo gli organismi procarioti che non possiedono organelli e rari eucarioti che al posto dei mitocondri hanno sviluppato i cosiddetti idrogenosomi (probabilmente come adattamento a condizioni di anaerobiosi), tutti gli altri organismi eucarioti dipendono dai mitocondri per la produzione di energia.

Ma le cellule eucariotiche hanno sempre avuto i mitocondri?!

La teoria maggiormente supportata sostiene che (in tempi evolutivi) una proto-cellula ancestrale possa aver ingerito un procariote il quale poi, instaurando una simbiosi di mutuo vantaggio, si sarebbe specializzato in quello che oggi conosciamo come mitocondrio.

Già verso la fine del XIX secolo circolavano ipotesi su come questi organelli potessero derivare da un evento di simbiosi ancestrale, anche se, la prima teoria completa sullo sviluppo della cellula eucariotica sembra essere stata proposta nel 1967 dalla biologa Lynn Margulis. Nella sua prima formulazione la studiosa ipotizzò che, mentre l’atmosfera terrestre si arricchiva di ossigeno, un proto-eucariote unicellulare anaerobio avrebbe potuto “ingerire” un procariote aerobio più piccolo. Le condizioni ambientali mutevoli avrebbero potuto poi favorirne la simbiosi fino a renderla obbligata e, attraverso un lungo processo evolutivo il procariote ingerito si sarebbe potuto specializzare e dare forma a quello che oggi è il mitocondrio.

Nonostante evidenze biochimiche (come la presenza di una doppia membrana in questi organelli che suggerisce un processo di fagocitosi) e molecolari (come la presenza di un DNA mitocondriale, chiamato mtDNA), questa teoria rimane difficile da confermare in modo assoluto (non potendo tornare indietro nel tempo :D). La recente scoperta che il DNA mitocondriale (mtDNA) in un gruppo di protozoi (Jakobid flagellates) somiglia molto ad un DNA batterico contribuisce a rafforzare queste ipotesi, ma resta ancora da chiarire come tutti i passaggi necessari alla trasformazione di un simbionte in un organello siano avvenuti. Al di là a tutti gli interrogativi sulla sua origine, il mitocondrio sicuramente avrà in serbo ancora molto per i ricercatori…in bocca al lupo allora ai futuri studiosi!

Curiosità: I mitocondri non stanno solo al principio della vita eucariotica, ma anche di ognuno di noi. Sapevate che tutti i mitocondri delle nostre cellule li abbiamo ereditati da nostra mamma? Eh già, perché durante la gametogenesi, gli spermatozoi perdono quasi tutto il citoplasma (mitocondri compresi) e quando lo spermatozoo vincitore giunge a fecondare la cellula uovo, porta con sé quasi esclusivamente le sue informazioni genetiche tramite il DNA. Insomma: grazie mamma! 😉

 

Roberto Amadio

 

 

Bibliografia e approfondimenti:

Michael W. Gray, 2017. “Lynn Margulis and the endosymbiont hypothesis: 50 years later”. Mol Biol Cell. 28 (10): 1285–1287. doi: 10.1091/mbc.E16-07-0509

https://en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion#Organization_and_distribution

http://www.treccani.it/enciclopedia/idrogenosoma_%28Enciclopedia-della-Scienza-e-della-Tecnica%29/

Per altri spunti sull’argomento, date un’occhiata ad un precedente articolo di questa stessa pagina.

 

Credits foto:

https://www.aatbio.com/products/cell-navigator-mitochondrion-staining-kit-nir-fluorescence

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Laureato in biologia, specializzando in Genomica Funzionale presso l’università di Trieste. Musicista (strimpellatore), animatore per bambini e ragazzi (ci provo), curioso e appassionato di divulgazione scientifica. Umorismo anomalo (dicono), adoro le escursioni in montagna e i tramonti sul mare.

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Laureato in biologia, specializzando in Genomica Funzionale presso l'università di Trieste. Musicista (strimpellatore), animatore per bambini e ragazzi (ci provo), curioso e appassionato di divulgazione scientifica. Umorismo anomalo (dicono), adoro le escursioni in montagna e i tramonti sul mare.

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