Sobre Mitocondria y Evolución: patología y adaptación

Lynn Margulis (1938-2011), destacada figura del evolucionismo, postuló la teoría de la endosimbiosis seriada que explicaría la aparición de las células eucariotas como consecuencia de la incorporación simbiótica de diversas células procariotas. Según esta teoría, la célula humana sería el resultado de una simbiosis entre dos formas de vida, el núcleo-citoplasma y la mitocondria.

La mitocondria tiene una función muy destacada como orgánulo de la célula eucariótica ya que es la que controla los procesos metabólicos de ésta, algo así como su “central nuclear”.

 Hay muchos datos que apoyan claramente la teoría de Margullis, entre ellos la característica más distintiva de la mitocondria como es la presencia de su propio ADN. Sin embargo, a lo largo de la evolución, la mitocondria ha transferido gran parte de su información genética al núcleo haciéndose de esta forma dependiente de su control. Asi pues, los genes de expresión mitocondrial pueden ser nucleares y de herencia mendeliana o ubicarse en el propio ADN de la mitocondria (ADNmit) siendo estos de herencia exclusivamente materna. Ambos tipos de genes pueden sufrir mutaciones que provocan un amplio espectro de patologías mitocondriales.

El ADNmit humano es una molécula de doble hebra, circular cerrada y compuesto por 16569 pares de bases que presenta información para 37 genes. Este ADN, presenta dos regiones muy polimórficas, carece de sistemas de reparación y se encuentra “desnudo” (reminiscencia evolutiva de su origen bacteriano). Esta desprotección, unida al elevado ambiente oxidativo en el que se encuentra, provoca una tasa de mutaciones más elevada que la del ADN nuclear. La célula además presenta un número variable de mitocondrias dependiendo del metabolismo propio de cada tejido, y cada mitocondria puede presentar entre 5-10 moléculas de ADNmit.

Todo esto hace que la expresión clínica de las patologías mitocondriales que son causadas por mutaciones en ADNmit lleve a situaciones de heteroplasmia (co-existencia de varios tipos de ADNmit en el mismo orgánulo) y a un valor umbral de expresión de la enfermedad que será diferente en los distintos tejidos.

Por lo tanto, para entender la patofisiología de las enfermedades mitocondriales y la herencia de éstas, debemos tener en cuenta la biología y la genética de ambos organismos: el núcleo-citosol y la mitocondria.

Es evidente que el metabolismo celular controlado por la mitocondria juega un papel crucial en la biología humana, mostrando una clara repercusión en su salud. Y esto nos lleva a pensar, desde una consideración evolutiva, que la propia funcionalidad mitocondrial haya podido ser relevante en la adaptación de nuestros antecesores a nuevos ambientes.