SEGNALATO DAL DR. GIUSEPPE
COTELLESSA (ENEA)
Da:
Scoperto un eucariote senza
mitocondri
Definiti come le centrali
energetiche delle cellule, i mitocondri sono una componente imprescindibile per
gli organismi eucarioti (organismi
costituiti da una o più cellule che, per definizione e in contrapposizione con
quelle procariotiche, hanno un nucleo ben differenziato che contiene la maggior
parte del DNA cellulare, racchiuso da un involucro poroso formato da due
membrane. Il DNA viene perciò trattenuto in un compartimento separato dal resto
del contenuto della cellula, il citoplasma, nel quale si svolge la maggior
parte delle reazioni del metabolismo cellulare. Due tipi di corpuscoli
caratteristici degli eucarioti sono i mitocondri, presenti in tutti gli
organismi eucarioti e i cloroplasti, presenti solo nelle piante verdi - ndr)
come piante, funghi e animali. Tuttavia, nel corso dell'evoluzione, il protista
Monocercomonoides ha rinunciato a questi organelli, sostituendoli con
meccanismi di origine batterica.
I mitocondri sono considerati le
"centrali energetiche" della cellula perché al loro interno avvengono
i processi che alimentano il metabolismo cellulare, sono organelli
caratteristici della cellula eucariote (cioè dotata di nucleo), tanto da essere
ritenuti una componente indispensabile per la vita degli organismi complessi
come funghi, piante e animali. Uno studio, pubblicato su Current Biology, mette
ora in dubbio questo assioma. Insieme ai colleghi, la botanica Anna Karnkowska,
al momento della ricerca all'Università Carolina di Praga e oggi alla Università
della British Columbia di Vancouver, ha infatti annunciato la scoperta di un
organismo eucariote - il protista Monocercomonoides - privo di mitocondri. Originariamente,
i mitocondri erano batteri che furono inglobati da una primordiale cellula eucariote,
trasferendo parte delle proprie informazioni genetiche nel suo nucleo ma
mantenendo un proprio DNA circolare. Questo processo, detto endosimbiosi,
avvenne in tempi remoti, prima della grande radiazione evolutiva che portò alla
diversificazione di tutti gli organismi eucarioti.
Micrografia del protista
flagellato Monocercomonoides sp. (Cortesia: Naoji Yubuki)
“I flagellati sono un gruppo
polifiletico di protisti. Nel sistema linneano venivano considerati una classe
di protozoi caratterizzati dalla presenza di uno o più prolungamenti a forma di
frusta chiamati flagelli”.
Per decenni i microbiologi hanno
esplorato i gruppi più semplici di eucarioti alla ricerca di organismi privi di
mitocondri ma con il passare del tempo, la loro esistenza è stata
progressivamente esclusa. "Negli
ambienti poveri di ossigeno — spiega Karnkowska — i mitocondri degli eucarioti
sono spesso regrediti a forme rudimentali ma si pensava che alcune delle loro
funzioni fossero così essenziali da renderli indispensabili per la vita". Imparentato
con i più noti parassiti dell'intestino umano Giardia e Trichomonas,
Monocercomonoides è un genere di protisti unicellulari la cui esistenza è nota
da almeno ottant'anni, ma sul quale nessuno aveva condotto approfonditi studi
cellulari o genetici. Il sequenziamento del suo genoma ha riservato ai
ricercatori una sorpesa: Monocercomonoides è il primo organismo eucariote a
essere sprovvisto di qualsiasi proteina mitocondriale. Secondo i ricercatori,
una catena di eventi evolutivi unici avrebbe spinto questo organismo a
sacrificare i mitocondri. L'acquisizione di un meccanismo, mutuato dai batteri,
che permette la mobilizzazione dello zolfo a livello citosolico, cioè nel
fluido intercellulare, assolve in Monocercomonoides le funzioni energetiche
normalmente svolte dai mitocondri, che per questo motivo sarebbero andati
perduti. "Monocercomonoides è l'esempio di una cellula che si rifiuta di
aderire ai principi scritti nei manuali di biologia - prosegue Karnkowska - e
riteniamo che tra i protisti potrebbe non essere nemmeno l'unico". Secondo
i ricercatori, infatti, è plausibile che tutti gli appartenenti dell'ordine
Oxymonadida siano privi di mitocondri. La caratterizzazione di
Monocercomonoides sarà oggetto di ulteriori studi, nella speranza di inserirlo,
insieme a eventuali organismi affini, in un contesto evolutivo più ampio. I
ricercatori sperano di scoprire quando e in che modo questi organelli
fondamentali siano andati perduti.
Precisazione sui “protisti”:
I Protisti rappresentano il primo
e fondamentale stadio evolutivo degli organismi eucarioti, prodotto
dall'endosimbiosi tra organismi procarioti autotrofi ed eterotrofi (Batteri e
Cianobatteri).Essi sono alla base di ogni evoluzione biologica, stadio da cui
si sono sviluppati tutti gli altri organismi viventi, sono di fondamentale importanza
nella comprensione della biologia e dell'evoluzione. Essi, infatti, a
differenza degli organismi pluricellulari, sono costituiti da singole cellule,
ma con caratteristiche da organismi autonomi e autosufficienti, con abilità
ignote alle cellule dei Metazoi (organismi pluricellulari). In un “ipotetico”
contesto di “panspermia” guidata o diretta (vedi Francis Crick e Leslie Orgel),
potrebbero fornire molte delle spiegazioni che oggi stiamo cercando soprattutto
in contesto astrobiologico.
MLR
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DI MARCO LA ROSA
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