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h2>18.1.2. Mitocôndrias são o resultado de um Evento Endosymbiotic

Mitocôndrias são organismos semiautónomos que vivem numa relação endosymbiotic com a célula hospedeira. Estas organelas contêm o seu próprio ADN, que codifica uma variedade de diferentes proteínas e RNAs. Os genomas das mitocôndrias variam largamente em tamanho entre espécies. O genoma mitocondrial do protista Plasmodium falciparum consiste em menos de 6000 pares de bases (6 kbp), enquanto que as de algumas plantas terrestres compreendem mais de 200 kbp (Figura18.4). O ADN mitocondrial humano compreende 16,569 bp e codifica 13respiratory-chain proteins as well as the small and large ribosomal RNAs andenough tRNAs to translate all codons. No entanto, as mitocôndrias também contêm maniproteínas codificadas por ADN nuclear. As células que contêm mitocôndrias dependem destes organismos para a fosforilação oxidativa, e as mitocôndrias, por sua vez, dependem da célula para a sua própria existência. Como veio a existir esta íntima relação simbiótica?

Figure 18.4

Tamanhos de Genomas Mitocondriais. Os tamanhos de três genomas mitocondriais em comparação com o genoma deRickettsia, um parente do presumível raptor de todas as mitocôndrias. Para genomas com mais de 60 kbp, a região codificadora do ADN para genes com função conhecida (mais…)

P>P>Ocorreu um evento endosibiótico em que um organismo sobrevivente capaz de fosforilação oxidativa foi engolido por outra célula. A dupla membrana, o ADN circular (com algumas excepções), a transcrição específicamitocondrial e a maquinaria de tradução apontam todos para esta conclusão. Graças à rápida acumulação de dados de sequência para genomas mitocondriais e bacterianos, é agora possível especular sobre a origem da mitocôndria “original” com alguma autoridade. O genoma mais mitocondrial e bacteriano é o de Rickettsia prowazekii, a causa do tifo de origem interna. O genoma para este organismo é de mais de 1 milhão de pêlos-base e contém 834 genes codificadores de proteínas. Dados da sequência sugerem que todas as mitocôndrias existentes são derivadas de um antepassado de R.prowazekii como resultado de um único evento endosimbiótico.

A evidência de que as mitocôndrias modernas resultam de um único evento vem da análise do genoma mitocondrial mais parecido com o das bactérias, o do proto-zoário Reclinomonas americana. O seu genoma contém 97 genes,dos quais 62 especificam proteínas que incluem todos os genes codificadores de proteínas encontrados em todos os genomas mitocondriais sequenciados (Figura 18.5). No entanto, este genoma codifica menos de 2% dos genes codificadores de proteínas da bactéria E. coli. Parece improvável que os genomas mitocondriais resultantes de vários eventos endossimbióticos possam ter sido independentemente reduzidos ao mesmo conjunto de genes encontrados emR. americana.

Figure 18.5

Overlapping Gene Complements of Mitochondria. Os genes presentes dentro de cada oval são os presentes dentro do organismo representado pelo oval. Apenas são mostrados rRNA- e proteínas-codinggenes. O genoma de Reclinomonas contém todos os genes codificadores de proteínas (mais…)

Nota que o engolfamento transitório de células procarióticas por células maiores não é incomum no mundo microbiano. Em relação às mitocôndrias, uma tal transitoriedade tornou-se permanente, uma vez que a célula bacteriana perdeu ADN, tornando-a incapaz de viver de forma independente, e a célula hospedeira tornou-se dependente do ATP gerado pelo seu inquilino.