LE ORIGINI DELLA VITA E ...OLTRE

SEGNALATO DAL DR. GIUSEPPE COTELLESSA (ENEA)

Da:

 http://www.lescienze.it/news/2016/05/12/news/monocercomonoides_eucariote_senza_mitocondri-3082394/

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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