Teoría Endosimbiótica
Endo: dentro)
Endocitosis = (Cyto = célula) proceso de alimentación celular, la célula es englobada pero usualmente es digerida como comida
Endosimbiosis = la célula es englobada, pero no digerida, de modo que viven juntas en una relación mutuamente beneficiosa, llamada simbiosis.
Endo: dentro)
Endocitosis = (Cyto = célula) proceso de alimentación celular, la célula es englobada pero usualmente es digerida como comida
Endosimbiosis = la célula es englobada, pero no digerida, de modo que viven juntas en una relación mutuamente beneficiosa, llamada simbiosis.
La Teoría postula que la mitocondria evolucionó a partir de una bacteria aeróbica (probablemente proteobacteria, afín a las ricketsias) y que los cloroplastos evolucionaron a partir de cianobacterias endosimbióticas (procariotas autótrofos). Propone que las células eucariotas se originaron a partir de una primitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula conocida con el nombre de urcariota. Esta célula en un momento dado, englobaría a otras células procarióticas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte. Algunas fueron las precursoras de los peroxisomas, con capacidad para eliminar sustancias tóxicas formadas por el creciente aumento de oxígeno en la atmósfera. Otras fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger a la célula huésped contra su propio oxígeno. Por último, algunas células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos .De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARN ribosómicos semejantes a los de las bacterias.
Caracteres comunes y diferenciales entre tipos celulares y organelas
Hay un conjunto de diferencias entre células procariotas y eucariotas que tienen que ver con el tamaño, complejidad y compartimentos internos. Sin embargo, hay una curiosa similitud entre células procariotas y organelas de células eucariotas. Algunas de estas similitudes fueron notadas ya en 1880 pero se ignoraron durante casi un siglo. El cuadro siguiente resume las mismas:
Hay un conjunto de diferencias entre células procariotas y eucariotas que tienen que ver con el tamaño, complejidad y compartimentos internos. Sin embargo, hay una curiosa similitud entre células procariotas y organelas de células eucariotas. Algunas de estas similitudes fueron notadas ya en 1880 pero se ignoraron durante casi un siglo. El cuadro siguiente resume las mismas:
Evidencias de la Teoría Endosimbiótica
Esta Teoría, está actualmente aceptada por la comunidad científica y cuenta con una amplitud de datos que la soportan obtenidos por Margulis y otros investigadores en os últimos 30 años. Lynn Margulis en sus investigaciones tomó en cuenta la similitudes entre procariotas, eucariotas y organelas. Propuso que la similitudes entre procariotas y organelas, al igual que sus apariencias en el registro fósil, pueden ser explicadas por una “endosimbiosis”
Las evidencias de que mitocondrias y cloroplastos surgieron a partir de una antigua endosimbiosis con bacterias son las siguientes:
• Ambas, mitocondrias y cloroplastos contienen AND, que es diferente del ADN nuclear y que además se presentan en cantidad similar al de una bacteria.
• La mitocondria utiliza un código genético diferente al de las células eucarióticas hospedantes y este código es similar al de Bacteria y Archaea.
• Estas organelas están rodeadas por 2 o más membranas que muestran diferencias en composición comparadas con las otras membranas de la célula y que se parecen a las de células procarióticas.
• Las nuevas mitocondrias y cloroplastos se forman únicamente a partir de un proceso similar a la fisión binaria.
• Gran parte de la estructura interna y bioquímica de los cloroplastos, como la presencia de tilacoides y clorofilas particulares, es muy similar a la de cianobacterias. Las filogenias construidas con genomas de bacterias, cloroplastos y genomas eucarióticos también sugieren que los cloroplastos están más estrechamente relacionados con las cianobacterias. El análisis de las secuencias de ADN y la filogenia sugiere que el ADN nuclear contiene genes que probablemente provengan del cloroplasto.
• Algunos genes del núcleo fueron transportados de las organelas y ambos, mitocondrias y cloroplastos tienen usualmente pequeños genomas comparados con otros organismos. Esto es consistente con una dependencia creciente en el hospedante eucariótico después de realizarse la endosimbiosis.
• Los cloroplastos aparecen en diferentes grupos de protistas, los que en general están más estrechamente relacionados a formas que carecen de ellos más que con otras formas. Esto sugiere que si los cloroplastos se originaron como partes de las células, ello debió ocurrir en múltiples momentos, y por lo tanto la estrecha similitud entre ellos sería difícil de explicar.
• Evidencias en relación a la época en que se originó cada grupo: los científicos encontraron evidencia fósil de vida bacteriana en la Tierra de aproximadamente 3,8 billones de años. En ese momento, la atmósfera no contenía oxígeno y toda la vida (células bacterianas) era anaerobia. Existe evidencia fósil de fotosíntesis en bacterias o cianobactarias de hace alrededor de 3.2 billones de años. Estas bacterias utilizaron la energía del sol para sintetizar azúcares. El oxígeno liberado como un subproducto, comienza a acumularse en la atmósfera. Sin embargo sabemos que el oxígeno es bastante tóxico para las células. En consecuencia, las células anaeróbicas tuvieron desventaja en una atmósfera oxidante y comenzaron a morir cuando los niveles de oxígeno se incrementaron. Las células aeróbicas aparecen en el registro fósil un poco más tarde (hace aproximadamente 2.5 billones de años). Estas células pudieron utilizar el oxígeno tóxico y convertirlo en energía (ATP) y agua. Los organismos que prosperaron en una atmósfera oxidante fueron más adaptados al ambiente.
• Las organelas tienen su propio ADN y se dividen independientemente de la célula en la cual viven.
Cuando Margulis inicialmente propuso la Teoría Simbiótica, ella predijo que, si las organelas fueron realmente bacterias (procarióticas) simbiontes, ellas deberían tener su propio ADN. Además si su teoría explica el origen de células eucarióticas, Margulis consideró que las organelas debieran tener ADN de tipo bacteriano, diferente del ADN propio de la célula (localizado dentro de la membrana nuclear). Asombrosamente, en 1980, esto pudo probarse en dos tipos de organelas, la mitocondria y el cloroplasto.
• Ambas, mitocondrias y cloroplastos contienen AND, que es diferente del ADN nuclear y que además se presentan en cantidad similar al de una bacteria.
• La mitocondria utiliza un código genético diferente al de las células eucarióticas hospedantes y este código es similar al de Bacteria y Archaea.
• Estas organelas están rodeadas por 2 o más membranas que muestran diferencias en composición comparadas con las otras membranas de la célula y que se parecen a las de células procarióticas.
• Las nuevas mitocondrias y cloroplastos se forman únicamente a partir de un proceso similar a la fisión binaria.
• Gran parte de la estructura interna y bioquímica de los cloroplastos, como la presencia de tilacoides y clorofilas particulares, es muy similar a la de cianobacterias. Las filogenias construidas con genomas de bacterias, cloroplastos y genomas eucarióticos también sugieren que los cloroplastos están más estrechamente relacionados con las cianobacterias. El análisis de las secuencias de ADN y la filogenia sugiere que el ADN nuclear contiene genes que probablemente provengan del cloroplasto.
• Algunos genes del núcleo fueron transportados de las organelas y ambos, mitocondrias y cloroplastos tienen usualmente pequeños genomas comparados con otros organismos. Esto es consistente con una dependencia creciente en el hospedante eucariótico después de realizarse la endosimbiosis.
• Los cloroplastos aparecen en diferentes grupos de protistas, los que en general están más estrechamente relacionados a formas que carecen de ellos más que con otras formas. Esto sugiere que si los cloroplastos se originaron como partes de las células, ello debió ocurrir en múltiples momentos, y por lo tanto la estrecha similitud entre ellos sería difícil de explicar.
• Evidencias en relación a la época en que se originó cada grupo: los científicos encontraron evidencia fósil de vida bacteriana en la Tierra de aproximadamente 3,8 billones de años. En ese momento, la atmósfera no contenía oxígeno y toda la vida (células bacterianas) era anaerobia. Existe evidencia fósil de fotosíntesis en bacterias o cianobactarias de hace alrededor de 3.2 billones de años. Estas bacterias utilizaron la energía del sol para sintetizar azúcares. El oxígeno liberado como un subproducto, comienza a acumularse en la atmósfera. Sin embargo sabemos que el oxígeno es bastante tóxico para las células. En consecuencia, las células anaeróbicas tuvieron desventaja en una atmósfera oxidante y comenzaron a morir cuando los niveles de oxígeno se incrementaron. Las células aeróbicas aparecen en el registro fósil un poco más tarde (hace aproximadamente 2.5 billones de años). Estas células pudieron utilizar el oxígeno tóxico y convertirlo en energía (ATP) y agua. Los organismos que prosperaron en una atmósfera oxidante fueron más adaptados al ambiente.
• Las organelas tienen su propio ADN y se dividen independientemente de la célula en la cual viven.
Cuando Margulis inicialmente propuso la Teoría Simbiótica, ella predijo que, si las organelas fueron realmente bacterias (procarióticas) simbiontes, ellas deberían tener su propio ADN. Además si su teoría explica el origen de células eucarióticas, Margulis consideró que las organelas debieran tener ADN de tipo bacteriano, diferente del ADN propio de la célula (localizado dentro de la membrana nuclear). Asombrosamente, en 1980, esto pudo probarse en dos tipos de organelas, la mitocondria y el cloroplasto.
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