I mitocondri sono organuli citoplasmatici posseduti da tutte le cellule animali e vegetali ed assenti solo nei procarioti. Questi organelli sono tra i protagonisti del metabolismo energetico cellulare: infatti al loro interno le molecole di acido piruvico, che provengono dalla glicolisi, vengono trasformate in biossido di carbonio ed acqua con la produzione di ATP (adenosintrifosfato) che è una molecola ad alto contenuto energetico. Questa fase del metabolismo avviene grazie alle reazioni del ciclo di Krebs e della catena di trasporto degli elettroni.
Fig 1 – Da http://www.med.unibs.it/~marchesi/biotec/slides/catena_resp/sld001.htm
I mitocondri posseggono un proprio DNA di forma circolare (detto mtDNA), i vari tipi di RNA (ribosomiale, transfer e messaggero) e ribosomi: praticamente in essi, così come nei cloroplasti, è presente un sistema genetico completo. Questi dati hanno dato origine a due ipotesi:
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modello endosimbiotico (ipotesi di Margulis): secondo questa supposizione, i mitocondri sarebbero cellule procariotiche entrate in simbiosi con le cellule eucariotiche primitive, instaurando una relazione di simbiosi, cioè di mutua convenienza: infatti gli ancestrali eucarioti erano in grado di inglobare grandi quantità di nutrimento mentre i procarioti erano capaci di effettuare la respirazione cellulare. Questa ipotesi è avvalorata da alcune somiglianze con i Procarioti che riguardano i seguenti elementi cellulari: gli acidi nucleici, la forma ad anello del DNA, la sensibilità agli stessi antibiotici da parte dei ribosomi e la loro costante di sedimentazione. (vedi Fig. 2)
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modello autogeno (teoria episomica di Raff e Mahler): secondo questa ipotesi, i mitocondri deriverebbero da una porzione del sistema membranoso endocellulare che, dopo essersi staccato dall’intero complesso, ha inglobato un plasmidio contenete le informazioni per sintetizzare ribosomi e lipoproteine.
Studi relativamente recenti hanno dimostrato che i mitocondri formano un complesso sistema membranoso grazie alla loro reciproca interconnessione e allo stretto contatto con il reticolo endoplasmatico.
Dalle informazioni riportate si evince che non vi è affatto una teoria definitiva sull’origine dei mitocondri e che il dibattito è in pieno svolgimento.
Testo: “La cellula”, Pasquale Rosati e Roberto Colombo, edizione Edi-Ermes
Fonti consultate:
http://www.dipbot.unict.it/botanica-web/eucarioti/origine.htm
http://www.uildm.org/dossier/genetica/scoperte.htm
Fig. 2 – http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/cells/organelle.htm