Dudas sobre el origen de las mitocondrias

4931Las mitocondrias son orgánulos convertidores de energía que generan ATP, tienen su propio material genético, y su origen endosimbiótico fue un acontecimiento clave en la evolución de las células eucarióticas .

Desde la década de 1970, cuando los investigadores encontraron similitudes entre el ADN de las mitocondrias y los genomas bacterianos de los eucariontes, se sospechó que los orgánulos descendían de los simbiontes que residían dentro de células más grandes. Ponto surgió como un posible candidato para los orígenes evolutivos de las mitocondrias una clase diversa de bacterias llamada Alphaproteobacteria. Si bien en general se acepta que las Alphaproteobacteria incluyen los parientes bacterianos más cercanos de las mitocondrias, esa relación no revelaba mucho sobre cómo los ancestros mitocondriales dieron el salto a la actuación como orgánulos.

A pesar de las pruebas filogenéticas de que las mitocondrias tenían como ancestro a las Alfaproteobacteria, los esfuerzos para identificar sus parientes más cercanos entre las alfaproteobacterias estudiadas han generado resultados contradictorios. Esto complica las inferencias detalladas sobre la identidad y la naturaleza del antepasado mitocondrial. La mayoría de los estudios respaldan la idea de que las mitocondrias evolucionaron a partir de un ancestro relacionado con Rickettsiales, un orden que incluye 4932varios linajes patogénicos y endosimbióticos asociados con el huésped, pero otros han sugerido que las mitocondrias evolucionaron desde un grupo de vida libre.

Joran Martijn (Departamento de Biología Celular y Molecular, Laboratorio de Ciencias para la Vida, Universidad de Uppsala, Suecia), como primer firmante, y otros cuatro autores suecos, alemanes y holandeses acaban de publicar en la revista Nature los resultados de un estudio en el que proponen un nuevo origen evolutivo para las mitocondrias,

Los científicos usaron agrupaciones conocidas de conjuntos de datos de metagenomas oceánicos y aumentaron el muestreo genómico de Alphaproteobacteria con doce clados divergentes, y un clado que representaba un grupo hermano de todas las Alphaproteobacteria. El estudio buscó encontrar los parientes vivos más cercanos del ancestro mitocondrial y aumentó la muestra genómica de Alfaproteobacteria con linajes previamente no caracterizados del Atlántico y el Océano Pacífico, para identificar 40 nuevas alfaproteobacterias.

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Los análisis filogenómicos posteriores sugieren que las mitocondrias no evolucionaron a partir de Rickettsiales o cualquier otro linaje alfaproteobacteriano actualmente reconocido. Por el contrario, los análisis indican que las mitocondrias evolucionaron a partir de un linaje proteobacteriano que se ramificó antes de la divergencia de todas las alfaproteobacterias estudiadas. A la luz de este nuevo resultado, las hipótesis previas sobre la naturaleza del ancestro mitocondrial deberían ser reevaluados.

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4935Gran parte de los datos genómicos que los autores utilizaron en su análisis provenían del conjunto de datos Tara Oceans, que incluye secuencias metagenómicas de microbios de aguas oceánicas, extremadamente enriquecidas de Alphaproteobacteria, tomadas a varias profundidades. Después de un cuidadoso análisis filogenético, el equipo descubrió que ninguno de los nuevos linajes estaba directamente relacionado con las mitocondrias, pero tampoco ninguno de los linajes alfaproteobacterianos establecidos. En cambio, los análisis presentan una nueva hipótesis de que el linaje ancestral de las mitocondrias divergió de las alphaproteobacterias antes de la diversificación de estos últimos.

En resumen, las mitocondrias y las alfaproteobacterias tuvieron un ancestro importante en la aparición de los seres vivos complejos, pero a la luz de los datos del estudio, se sigue sin conocer con certeza los parientes modernos de la mitocondrias.

Martin J, et al. Deep mitochondrial origin outside the sampled alphaproteobacteria. Nature 2018. doi:10.1038/s41586-018-0059-5