5.4. Según la teoría endosimbiótica, hace aproximadamente 1500 millones de años, una célula eucariótica anaerobia capturó
bacterias aerobias, las cuales no fueron degradadas, sino que se estableció una relación endosimbiótica. Las bacterias
atrapadas recibieron refugio y alimentación, mientras que siguieron siendo capaces de generar energía, la cual fue
aprovechada por la célula hospedera. A través del tiempo esas bacterias aerobias atrapadas evolucionaron en el
citoplasma a los organelos que realizan la respiración. ¿Cuáles son esos organelos?
A. Cloroplastos B. mitocondrias C. Ribosomas D. complejo de Golgi
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Respuestas a la pregunta
Respuesta:
ENDOSIMBIOSIS
1. Definición
Mereschokovsky (1905, 1910) fue el primero en proponer que los cloroplastos son los descendientes de una célula procariota incorporada por una eucariota. A este proceso le llamó simbiogénesis, que derivó en el término endosimbiosis. Posteriormente se incluyeron a las mitocondrias también como resultado de un proceso de simbiogénesis. Así, tanto mitocondrias como cloroplastos constituyeron en el pasado formas libres de células primitivas procariotas. Estas células fueron incorporadas por otras células, evolucionaron y cambiaron con el tiempo, llegado hasta nuestros días transformadas en orgánulos celulares. Hoy en día se acepta que tanto mitocondrias como cloroplastos se originaron por endosimbiosis. Algunos autores han postulado que los peroxisomas, los cilios y los flagelos también se formaron por procesos de endosimbiosis, aunque hay poco soporte experimental.
2. Evidencias
La teoría de la endosimbiosis se basa en algunas semejanzas entre las bacterias actuales con las mitocondrias y los cloroplastos: ambos orgánulos tienen unas dimensiones parecidas a las bacterias, poseen hebras circulares de ADN en su interior y sus ribosomas son 70S, similares a los de las bacterias. Además, son capaces de replicarse de forma independiente en el interior celular. La doble membrana que presentan ya la tendrían cuando pasaron al interior de otra célula. En el caso de los cloroplastos se perdió la cubierta de peptidoglicano, pero las dos membranas también las poseía el ancestro. Mitocondrias y cloroplastos fueron inicialmente bacterias libres que se incorporaron o se internaron en otras células mayores (una arquea y una eucariota, respectivamente) y que llegaron a tal grado de dependencia que terminaron por perder su autonomía. Los antepasados de las mitocondrias podrían ser los antepasados de las alfa-proteobacterias actuales y los de los cloroplastos los antepasados de las cianobacterias actuales.
Los cloroplastos y las mitocondrias son muy diferentes a las cianobacterias y a las bacterias aerobias actuales. Por ejemplo, las cianobacterias actuales tienen unos 3000 genes, mientras que los cloroplastos actuales sólo poseen unos 100 o 200 genes. La pérdida de genes hace que los que quedan sólo codifican para un 10 % de sus proteínas. Esto es porque muchos de los genes cloroplastidiales han pasado al núcleo, el cuál se encarga de sintetizar muchos de los componentes que el cloroplasto necesita. Esto es un paso bastante complicado porque tales genes tienen que expresarse en un ambiente totalmente diferente y además, sus productos, las proteínas, deben viajar por el citosol, entrar en el cloroplasto y realizar su función en compartimentos concretos dentro del cloroplasto. La gran ventaja es que el núcleo celular coordina el funcionamiento y división de los cloroplastos. Un fenómeno similar ha ocurrido con las mitocondrias.
Se ha sugerido que la adquisición de la mitocondria como suministradora de mucha energía permitió aumentar la complejidad estructural de la célula eucariota. Algunos autores han propuesto que la principal propiedad que aportaron inicialmente los ancestros de las mitocondrias fue calor, lo que permitió a las células vivir en ambientes más fríos. La producción de ATP como principal elemento beneficioso para la célula llegó mucho más tarde durante la evolución. Las procariotas termófilas, que pueden vivir a temperaturas por encima de los 80ºC, son fundamentalmente arqueas. Se supone que las arqueas iniciales habrían vivido en esos ambientes que debieron ser muy frecuentes en aquellos tiempos en la superficie de la Tierra; luego podrían haber conquistado zonas más frías gracias a la capacidad de los ancestros de las mitocondrias de convertir el gradiente de protones generado en su membrana interna en calor, en vez de en ATP.
3. Proceso
La teoría de la endosimbiosis postula una primera fusión de procariotas (Figura 1). Hoy se favorece la idea de que fue entre una arquea y una bacteria. Esto se produjo probablemente tras un periodo de colaboración metabólica entre ambas células, es decir, hubo una simbiosis (no endosimbiosis todavía) previa a la incorporación de la bacteria en la arquea. Posteriormente a la incorporación, la célula desarrolló todo un sistema de orgánulos membranosos y un citoesqueleto, y la bacteria se convirtió en la mitocondria con el paso del tiempo. Así, tendríamos una célula similar a las eucariotas actuales. Posteriormente, hubo una segunda colonización de estas células eucariotas por parte de procariotas con clorofila, probablemente similares a las cianobacteras actuales, que con el tiempo se transformaron en los cloroplastos, resultando en las células fotosintéticas como las de los vegetales, que poseen tanto mitocondrias como cloroplastos. Es decir, se habrían producido dos endosimbiosis en serie, por lo que algunos autores hablan de la célula eucariota vegetal como una comunidad microbiana bien organizada.
Explicación: