Il Mitocondrio.
Torniamo ai piccoli interventi di scienza, per spiegare qualcosa che affascina una intera branca della ricerca scientifica: i mitocondri.
Se si va a cercare su internet si possono trovare migliaia di informazioni sui mitocondri e spesso sono facili da capire, altre volte un po’ meno, ma vi voglio parlare dei mitocondri perché essi hanno un ruolo importante nelle nostre cellule e perché anche essi sono una tassello nella teoria dell’evoluzione. Cosa hanno di interessante i mitocondri da renderli così speciali?
Bè, se si guarda un mitocondrio e la sua struttura (Figura) esso è strutturato come una cellula a se stante, con membrana, matrice e persino DNA proprio, di forma circolare e vari organelli.
Figura - Mitocondrio
Questa struttura ricorda molto quella di alcuni batteri, che vivono autonomamente e le cui dimensioni variano da 2 volte più piccoli di una cellula eucariotica media (sui 50 micron) fino a 100 volte più piccoli .
Il mitocondrio contiene organelli (ribosomi) propri adibiti alla sintesi proteica e questi organelli in alcuni casi hanno dimostrato essere inibiti da antibiotici che normalmente inibiscono i ribosomi batterici (che hanno struttura diversa rispetto a quelli eucariotici).
Chi ha studiato un po’ di biologia nella scuola dell’obbligo conosce già le teoria che gira intorno al mitocondrio, ma la ripeterò velocemente: il mitocondrio era un batterio che parassitò una cellula eucariotica dando origine e una simbiosi perfetta per cui entrambe traevano enorme vantaggio dalla presenza dell’altra, questo ha poi portato a un salto evolutivo in questa nuova cellula risultato di questa simbiosi e questa cellula si è specializzata ed è sopravvissuta meglio. Sì, ok, ma cosa fa di preciso il mitocondrio? Perché è un parassita così indispensabile?
Le risposte a questa domanda sono molte, esso svolge molte funzioni, Il mitocondrio è la centrale energetica della cellula, infatti produce molecole ad alto contenuto energetico utili per la cellula, ma il mitocondrio regola anche quella che viene chiamata la “morte programmata” cellulare, l’apoptosi. Esso è coinvolto nella detossificazione e nella risposta agli stress ossidativi. Insomma alcuni composti che ci permettono di vivere sono prodotti esclusivamente dai mitocondri (tipo l’Acetil Coenzima A).
Potrei andare nel dettaglio ma penso che finiremmo col perderci nella chimica e biochimica e voglio arrivare alla parte che interessa me, quella parte che vi avevo accennato qualche tempo fa e che non avevo mai affrontato fino ad ora per mancanza di tempo, il mitocondrio e l’evoluzione.
Questo organello è speciale perché possiede un suo DNA, che codifica per alcune proteine che la cellula necessita per sopravvivere. Alcune branche di studio hanno sfruttato al capacità del mitocondrio di autoreplicarsi e di mantenere il proprio DNA circolare per inserire dei nuovi geni nella cellula, senza andare a toccare il DNA genomico, inserendo dei frammenti di DNA circolare nel mitocondrio in modo che il gene di interesse fosse prodotto. Ma il DNA mitocondriale non si separa come quello cellulare in maniera equa, quindi con il progredire delle generazioni cellulari quella inserzione veniva persa (i ricercatori non hanno desistito comunque, tranquilli!).
Il legame con l’evoluzione… un’altra particolarità del mitocondrio è il modo in cui viene ereditato nell’accoppiamento. Tempo fa si diceva che lo sperma non avesse mitocondri da passare alla generazione futura, ma questo non è corretto. Infatti lo spermatozoo contiene mitocondri (altrimenti non si muoverebbe) ma questi suoi mitocondri sono “marcati” dallo spermatozoo stesso per essere degradati una volta che questo si trovi dentro l’ovulo. Da ciò che consegue che il bambino concepito presenterà esclusivamente i mitocondri materni e non altri. Questo fatto rende il mitocondrio, con il suo DNA invariato (non c’è mescolanza con quello paterno!), un perfetto “tracciante” evolutivo.
Il DNA mitocondriale è usato per mappare gli spostamenti delle popolazioni, la loro vicinanza evolutiva anche, infatti il DNA mitocondriale dei nostri antenati ci da una idea abbastanza precisa di quanto vicini siano due diversi gruppi etnici e anche due specie diverse. Il DNA mitocondriale muta molto più rapidamente di quello genetico (circa 10 volte più rapidamente) e questo avviene per singole mutazioni, quindi si po’ risalire all’indietro e trovare la “vicinanza” di due soggetti basandosi sulle mutazioni comuni che hanno nel DNA mitocondriale.
Questo è un altro tassello nell’evoluzione.
Ma se il DNA mitocondriale è un tracciante per linea materna, si può provare a fare altrettanto per via paterna (ma esclusivamente maschile) con il cromosoma Y che viene ereditato dai figli maschi e rimane immutato (più o meno).
So che può risultare complicato da capire, anche perché la biologia molecolare e la genetica non sono semplici se non si hanno le basi, ma se dovessi parlare delle basi dovrei scrivere un libro raccogliendo le informazioni degli ultimi 2 anni almeno e, fidatevi, sono tantissime.
-Ohm-
Qualsiasi domanda chiedete e vi sarà risposto! Se posso.
Io vi consiglierei di andare a vedere il significato di Eva mitocondriale e vedere se riuscite a capirlo. ;)
Se si va a cercare su internet si possono trovare migliaia di informazioni sui mitocondri e spesso sono facili da capire, altre volte un po’ meno, ma vi voglio parlare dei mitocondri perché essi hanno un ruolo importante nelle nostre cellule e perché anche essi sono una tassello nella teoria dell’evoluzione. Cosa hanno di interessante i mitocondri da renderli così speciali?
Bè, se si guarda un mitocondrio e la sua struttura (Figura) esso è strutturato come una cellula a se stante, con membrana, matrice e persino DNA proprio, di forma circolare e vari organelli.
Figura - Mitocondrio
Questa struttura ricorda molto quella di alcuni batteri, che vivono autonomamente e le cui dimensioni variano da 2 volte più piccoli di una cellula eucariotica media (sui 50 micron) fino a 100 volte più piccoli .
Il mitocondrio contiene organelli (ribosomi) propri adibiti alla sintesi proteica e questi organelli in alcuni casi hanno dimostrato essere inibiti da antibiotici che normalmente inibiscono i ribosomi batterici (che hanno struttura diversa rispetto a quelli eucariotici).
Chi ha studiato un po’ di biologia nella scuola dell’obbligo conosce già le teoria che gira intorno al mitocondrio, ma la ripeterò velocemente: il mitocondrio era un batterio che parassitò una cellula eucariotica dando origine e una simbiosi perfetta per cui entrambe traevano enorme vantaggio dalla presenza dell’altra, questo ha poi portato a un salto evolutivo in questa nuova cellula risultato di questa simbiosi e questa cellula si è specializzata ed è sopravvissuta meglio. Sì, ok, ma cosa fa di preciso il mitocondrio? Perché è un parassita così indispensabile?
Le risposte a questa domanda sono molte, esso svolge molte funzioni, Il mitocondrio è la centrale energetica della cellula, infatti produce molecole ad alto contenuto energetico utili per la cellula, ma il mitocondrio regola anche quella che viene chiamata la “morte programmata” cellulare, l’apoptosi. Esso è coinvolto nella detossificazione e nella risposta agli stress ossidativi. Insomma alcuni composti che ci permettono di vivere sono prodotti esclusivamente dai mitocondri (tipo l’Acetil Coenzima A).
Potrei andare nel dettaglio ma penso che finiremmo col perderci nella chimica e biochimica e voglio arrivare alla parte che interessa me, quella parte che vi avevo accennato qualche tempo fa e che non avevo mai affrontato fino ad ora per mancanza di tempo, il mitocondrio e l’evoluzione.
Questo organello è speciale perché possiede un suo DNA, che codifica per alcune proteine che la cellula necessita per sopravvivere. Alcune branche di studio hanno sfruttato al capacità del mitocondrio di autoreplicarsi e di mantenere il proprio DNA circolare per inserire dei nuovi geni nella cellula, senza andare a toccare il DNA genomico, inserendo dei frammenti di DNA circolare nel mitocondrio in modo che il gene di interesse fosse prodotto. Ma il DNA mitocondriale non si separa come quello cellulare in maniera equa, quindi con il progredire delle generazioni cellulari quella inserzione veniva persa (i ricercatori non hanno desistito comunque, tranquilli!).
Il legame con l’evoluzione… un’altra particolarità del mitocondrio è il modo in cui viene ereditato nell’accoppiamento. Tempo fa si diceva che lo sperma non avesse mitocondri da passare alla generazione futura, ma questo non è corretto. Infatti lo spermatozoo contiene mitocondri (altrimenti non si muoverebbe) ma questi suoi mitocondri sono “marcati” dallo spermatozoo stesso per essere degradati una volta che questo si trovi dentro l’ovulo. Da ciò che consegue che il bambino concepito presenterà esclusivamente i mitocondri materni e non altri. Questo fatto rende il mitocondrio, con il suo DNA invariato (non c’è mescolanza con quello paterno!), un perfetto “tracciante” evolutivo.
Il DNA mitocondriale è usato per mappare gli spostamenti delle popolazioni, la loro vicinanza evolutiva anche, infatti il DNA mitocondriale dei nostri antenati ci da una idea abbastanza precisa di quanto vicini siano due diversi gruppi etnici e anche due specie diverse. Il DNA mitocondriale muta molto più rapidamente di quello genetico (circa 10 volte più rapidamente) e questo avviene per singole mutazioni, quindi si po’ risalire all’indietro e trovare la “vicinanza” di due soggetti basandosi sulle mutazioni comuni che hanno nel DNA mitocondriale.
Questo è un altro tassello nell’evoluzione.
Ma se il DNA mitocondriale è un tracciante per linea materna, si può provare a fare altrettanto per via paterna (ma esclusivamente maschile) con il cromosoma Y che viene ereditato dai figli maschi e rimane immutato (più o meno).
So che può risultare complicato da capire, anche perché la biologia molecolare e la genetica non sono semplici se non si hanno le basi, ma se dovessi parlare delle basi dovrei scrivere un libro raccogliendo le informazioni degli ultimi 2 anni almeno e, fidatevi, sono tantissime.
-Ohm-
Qualsiasi domanda chiedete e vi sarà risposto! Se posso.
Io vi consiglierei di andare a vedere il significato di Eva mitocondriale e vedere se riuscite a capirlo. ;)