Por que ainda temos DNA mitocondrial?

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A mitocôndria não é a bactéria que foi em seu auge, digamos 2 bilhões anos atrás. Desde ficando consumido pelo nosso ancestral unicelular comum a organela "potência de energia" perdeu-se a maioria dos seus 2.000 + genes, provavelmente para o núcleo. Há ainda um punhado de esquerda — dependendo do organismo — mas a pergunta é porquê. Uma explicação, um matemático e biólogo que analisou a perda do gene nas mitocôndrias ao longo do tempo evolutivo, é que o DNA mitocondrial é muito importante para codificar dentro do núcleo e assim evoluiu para resistir o ambiente prejudicial dentro da mitocôndria. Seu estudo aparece 18 de fevereiro, em sistemas de células.

Apesar de nosso relacionamento a longo prazo com mitocôndrias, um monte de como nossas células e estas organelas são comensais trabalham juntos é ainda misterioso e controverso. Sabemos que adquirir as mitocôndrias pode têm suscitado um dos mais importantes eventos evolutivos na história, dando o ancestral comum dos eucariotos (nosso Reino da vida) a energia ir multicelulares. E sabemos que cada uma das nossas células pode possuir dezenas ou centenas de mitocôndrias, que são essenciais para a alimentação de tudo, desde nossos músculos para nosso cérebro. Mas o que é estranho é que, em quase todos os organismos multicelulares, as mitocôndrias tem ficado independentes por aferrar-se alguns genes vitais — apesar do fato de pode ser mais seguro para a célula armazenar estes genes no núcleo.

Para descobrir o que faz os alguns genes em mitocôndrias tão essenciais, Williams e autor Iain Johnston, um pesquisador da Universidade de Birmingham, tomou todos os dados gerados sobre genes mitocondriais e jogou-os para um computador. Depois de algumas semanas, com o algoritmo desenvolvido Johnston, o computador volta jogou um cronograma para a perda do gene mitocondrial ao longo da história evolutiva.

A análise revelou que os genes que são retidos nas mitocôndrias estão relacionados para construir a estrutura interna da organela, estão em risco de ser extraviado pela célula de outra, e o DNA nestes genes usam um padrão muito antigo que permite que o DNA mitocondrial de fortemente lig juntos e resistir a desfazer-se. Williams e Johnston acreditam neste projeto, não são normalmente encontrado em nosso próprio DNA, é provável que o que impede os genes mitocondriais de quebrar distante durante a produção de energia mitocondrial.

Como a energia é produzida dentro da mitocôndria, na forma de ATP, os radicais livres são emitidos — os mesmo os radicais livres que são um subproduto comum da radiação. Em essência, a energia produzida pela mitocôndria vem com uma certa quantidade de destruição, e pode ser que as mitocôndrias são capazes de suportar esse dano. "Precisa de especialistas que podem trabalhar nesse ambiente ridiculamente extrema porque o núcleo não é necessário o melhor ajuste,", diz Williams.

Os pesquisadores também observados que a perda do gene mitocondrial que tomou lugar em toda o Reino eucariota tem seguido o mesmo padrão. Esta é uma lição que evolução pode seguir o mesmo caminho muitas vezes sobre, e não é sempre esse processo totalmente aleatório. No ambiente celular, a evolução da perda do gene mitocondrial tornou-se quase previsível entre organismos diferentes. "Se nós podemos aproveitar dados sobre o que a evolução tem feito no passado e fazer declarações preditivas sobre onde vai ser o próximo, a possibilidade de explorar a biologia sintética e doença são enormes,", diz Johnston.

Usando seu algoritmo, o duo em seguida planeja explorar as razões para cloroplastos bem como onde se encaixam as doenças mitocondriais, que são muitas vezes bastante devastadoras, esta imagem maior. Enquanto este estudo não feche a porta porque temos ADN mitocondrial, dizem os autores, que é encontrar um meio termo para muitos argumentos diferentes no debate.

[PHYS.org]

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