\n<\/aside>\n<\/p>\n
Hace m\u00e1s de 1.500 millones de a\u00f1os ocurri\u00f3 algo trascendental: dos c\u00e9lulas peque\u00f1as y primitivas se convirtieron en una. Quiz\u00e1s m\u00e1s que cualquier acontecimiento (salvo el origen de la vida misma), esta fusi\u00f3n cambi\u00f3 radicalmente el curso de la evoluci\u00f3n en nuestro planeta.<\/p>\n
Una c\u00e9lula termin\u00f3 dentro de la otra y evolucion\u00f3 hasta convertirse en una estructura que los escolares aprenden a denominar \u201cla central el\u00e9ctrica de la c\u00e9lula\u201d: la mitocondria. Esta nueva estructura proporcion\u00f3 una tremenda ventaja energ\u00e9tica a su anfitri\u00f3n, una condici\u00f3n previa para la evoluci\u00f3n posterior de vida multicelular compleja.<\/p>\n
Pero eso es s\u00f3lo una parte de la historia. La mitocondria no es la \u00fanica estructura importante dentro de las c\u00e9lulas eucariotas complejas. Est\u00e1 el n\u00facleo rodeado de membrana, guardi\u00e1n del genoma. Hay todo un sistema de membranas internas: el ret\u00edculo endopl\u00e1smico, el aparato de Golgi, lisosomas, peroxisomas y vacuolas, esenciales para producir, transportar y reciclar prote\u00ednas y otras cargas dentro y alrededor de la c\u00e9lula.<\/p>\n
\u00bfDe d\u00f3nde vinieron todas estas estructuras? Con acontecimientos perdidos en el pasado lejano y pocos rastros que sirvan como pistas evolutivas, es una cuesti\u00f3n muy dif\u00edcil de abordar. Los investigadores han propuesto varias hip\u00f3tesis, pero s\u00f3lo recientemente, con algunas herramientas y t\u00e9cnicas nuevas, los bi\u00f3logos celulares han podido investigar los inicios de esta intrincada arquitectura y arrojar algo de luz sobre sus posibles or\u00edgenes.<\/p>\n
Una fusi\u00f3n microbiana<\/h2>\n La idea de que los eucariotas se originaron a partir de la fusi\u00f3n de dos c\u00e9lulas se remonta a m\u00e1s de 100 a\u00f1os, pero no fue aceptada ni conocida hasta la d\u00e9cada de 1960, cuando la fallecida bi\u00f3loga evolutiva Lynn Margulis articul\u00f3 su teor\u00eda de la endosimbiosis. La mitocondria, dijo Margulis, probablemente se origin\u00f3 a partir de una clase de microbios conocidos como alfaproteobacterias, un grupo diverso que hoy incluye la bacteria responsable del tifus y otra importante para la ingenier\u00eda gen\u00e9tica de las plantas, entre muchas otras.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nNo se sab\u00eda nada sobre la naturaleza de la c\u00e9lula hu\u00e9sped original. Los cient\u00edficos propusieron que ya era bastante complicado, con una variedad de estructuras de membrana en su interior. Una c\u00e9lula as\u00ed habr\u00eda sido capaz de engullir e ingerir cosas, una caracter\u00edstica eucariota complicada y energ\u00e9ticamente costosa llamada fagocitosis. Podr\u00eda ser as\u00ed como la mitocondria lleg\u00f3 por primera vez al hu\u00e9sped.<\/p>\n
Pero esta idea, llamada hip\u00f3tesis de las \u201cmitocondrias tard\u00edas\u201d, no explica c\u00f3mo o por qu\u00e9 la c\u00e9lula hu\u00e9sped se hab\u00eda vuelto compleja para empezar.<\/p>\n
En 2016, el bi\u00f3logo evolutivo Bill Martin, el bi\u00f3logo celular Sven Gould y el bioinform\u00e1tico Sriram Garg, de la Universidad de Dusseldorf en Alemania, propusieron un modelo muy diferente conocido como hip\u00f3tesis de las \u201cmitocondrias tempranas\u201d. Argumentaron que, dado que hoy en d\u00eda ninguna c\u00e9lula primitiva tiene estructuras de membrana interna, parece muy poco probable que una c\u00e9lula las hubiera tenido hace m\u00e1s de 1.500 millones de a\u00f1os.<\/p>\n
En cambio, razonaron los cient\u00edficos, el sistema de endomembrana (toda la mezcolanza de partes que se encuentran hoy dentro de las c\u00e9lulas complejas) podr\u00eda haber evolucionado poco despu\u00e9s de que la alfaproteobacteria se estableciera dentro de una c\u00e9lula hu\u00e9sped relativamente simple, de un tipo de una clase llamada arquea. Las estructuras de la membrana habr\u00edan surgido de burbujas o ves\u00edculas liberadas por el ancestro mitocondrial.<\/p>\n
Las bacterias de vida libre arrojan ves\u00edculas todo el tiempo, por todo tipo de razones, se\u00f1alan Gould, Garg y Martin, por lo que parece razonable pensar que continuar\u00edan haci\u00e9ndolo cuando estuvieran encerradas dentro de un hu\u00e9sped.<\/p>\n
Con el tiempo, estas ves\u00edculas se habr\u00edan especializado en las funciones que las estructuras de membrana desempe\u00f1an hoy en d\u00eda dentro de las c\u00e9lulas eucariotas. Incluso se fusionar\u00edan con la membrana de la c\u00e9lula hu\u00e9sped, lo que ayudar\u00eda a explicar por qu\u00e9 la membrana plasm\u00e1tica de los eucariotas contiene l\u00edpidos con caracter\u00edsticas bacterianas.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nLas ves\u00edculas podr\u00edan haber cumplido una importante funci\u00f3n inicial, afirma el bioqu\u00edmico Dave Speijer de la Universidad de \u00c1msterdam. El nuevo endosimbionte habr\u00eda generado muchas sustancias qu\u00edmicas venenosas llamadas especies reactivas de ox\u00edgeno, al oxidar \u00e1cidos grasos y quemarlos para obtener energ\u00eda. \u00abEstos destruyen todo, son t\u00f3xicos, especialmente en el interior de una c\u00e9lula\u00bb, dice Speijer. Secuestrarlos dentro de ves\u00edculas habr\u00eda ayudado a mantener la c\u00e9lula a salvo de da\u00f1os, afirma.<\/p>\n
Otro problema creado por el nuevo hu\u00e9sped tambi\u00e9n podr\u00eda haberse solucionado haciendo barreras de membrana, a\u00f1aden Gould, Garg y Martin. Despu\u00e9s de la llegada de la alfaproteobacteria, fragmentos de su ADN se habr\u00edan mezclado con el genoma del hu\u00e9sped arqueal, interrumpiendo genes importantes. Solucionar esto significar\u00eda desarrollar maquinaria para separar estas piezas extra\u00f1as (hoy se las conoce como intrones) de las copias de ARN mensajero de los genes, de modo que esas instrucciones de producci\u00f3n de prote\u00ednas no se confundan.<\/p>\n
Pero eso cre\u00f3 otro problema m\u00e1s. La maquinaria productora de prote\u00ednas (el ribosoma) funciona extremadamente r\u00e1pido, uniendo varios amino\u00e1cidos por segundo. Por el contrario, el sistema de eliminaci\u00f3n de intrones de la c\u00e9lula es lento y elimina aproximadamente un intr\u00f3n por minuto. Entonces, a menos que la c\u00e9lula pudiera mantener el ARNm alejado de los ribosomas hasta que el ARNm se procesara adecuadamente, la c\u00e9lula producir\u00eda muchas prote\u00ednas in\u00fatiles y sin sentido.<\/p>\n
La membrana que rodea el n\u00facleo proporcion\u00f3 una respuesta. Al actuar como una barrera espacial, permite que el empalme del ARNm termine en el n\u00facleo antes de que el ARNm libre de intrones se traduzca en el fluido interno de la c\u00e9lula, el citosol. \u00abEsta es la presi\u00f3n selectiva detr\u00e1s del origen del n\u00facleo\u00bb, dice Martin. Para formarlo, las ves\u00edculas secretadas por el endosimbionte se habr\u00edan aplanado y envuelto alrededor del genoma, creando una barrera para mantener alejados a los ribosomas pero a\u00fan permitiendo que las mol\u00e9culas peque\u00f1as pasaran libremente.<\/p>\n<\/p><\/div>\n
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