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Un estudio pone en duda la teoría del origen simbionte de los cilios abril 29, 2009

Posted by Manuel in biologia, ciencia, divulgación científica, evolucion, microbiologia, mutaciones.
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Ciencia Kanija

Herramientas genómicas demuestran que los cilios probablemente no se originan como organismos separados.

La comprensión de cómo se originaron y evolucionaron las células vivas en su forma presente sigue siendo un área fundamental de la biología, una impulsada en los últimos años por la introducción de nuevas herramientas para el análisis genómico. Ahora, investigadores del MIT y de la Universidad de Boston han usado tales herramientas para poner lo que ellos dicen que es “el último clavo en el ataud” de una teoría sobre el origen de una estructura básica en la célula.

En el proceso, iluminando un paso clave en la evolución inicial de una estructura básica que aún existe en la mayor parte de las células del cuerpo humano, puede ayudar a los investigadores a comprender cómo funcionan algunos de estos componentes. Éstas incluyen partes de las neuronas que forman nuestro cerebro, las células de esperma que determinan la fertilidad, y los elementos básicos de la reproducción celular.

Muchos biólogos piensan que tres de las estructuras básicas dentro del tipo de células que forman los animales y plantas – llamadas células eucariotas – comenzaron como organismos independientes separados. Entonces, en algún punto, se unieron con otras células primitivas para producir una unidad simbiótica. Pero nuevas pruebas contradicen sólidamente el origen de esas estructuras.

Las eucaritoas son células que tienen un núcleo en su interior: un núcleo rodeado por una membrana en el centro de la célula que contiene su material genético, el ADN. Estas son las células que forman virtualmente toda la vida pluricelular compleja sobre la Tierra, y difiere de la más pequeña y primitiva procariota (bacterias y arqueas), que no tienen tal estructura interna y cuyo ADN flota libremente dentro de sus membranas exteriores.

La idea de que el núcleo de la célula eucariota se originó como un organismo separado, inicialmente fue recibida con escepticismo hace décadas, pero ahora es la visión principal aunque no universalmente aceptada. El proceso es conocido como endosimbiosis.

De forma similar, otras estructuras dentro de tales células – diminutas subunidades llamadas mitocondrias, las cuales producen toda la energía de la célula – se piensa actualmente que se han originado como organismos separados. Y un tercer tipo de estructura en las células eucariotas, llamadas cilios, las estructuras en forma de cola que les permiten moverse o sentir su entorno, también se cree, por muchos biólogos, que es otro ejemplo de endosimbiosis.

Pero el nuevo análisis de Hyman Hartman, científico visitante en el Centro de Ingeniería Biomédica del MIT, y Temple Smith de la Universidad de Boston, publicado en el ejemplar de abril de la revista Cell Motility and the Cytoskeleton, proporciona pruebas sólidas de que esta idea no es cierta para el origen de los cilios. Encontraron que los genes que producen los cilios tienen unas características únicas que no están presentes en el tipo de células simples que habría llevado a la unión simbiótica. Esto sugiere que los cilios pueden haberse originado anteriormente, dentro de la célula en evolución, a través de un proceso que aún no se comprende.

Para abreviar, estas estructuras celulares no pueden haber surgido a través de fusiones y adquisiciones, como lo hicieron otros componentes celulares, sino que fueron desarrollado en la propia célula.

El artículo que describe los nuevos hallazgos fue designado como de “lectura obligada” por el Profesorado de 1000, un servicio on-line cuyos usuarios seleccionan los que creen que son los artículos de investigación más importantes de estre las revistas científicas. Linda Amos, bióloga del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica en Cambridge, Inglaterra, dijo que seleccionó el artículo para tal reconocimiento “debido a que sugiere una ruta probable para un paso crucial en la evolución de los procariotas a los eucariotas”.

Amos dijo que otros habían sugerido “que los propios cilios podrían haber sido en algún momento una célula procariota independiente nadando libremente que una célula pre-eucariota podrían haber asimilado de una forma similar a las mitocondrias, absorbiéndolas”. Pero la nueva investigación “hace mucho más probable que los cilios con sus complejos conjuntos de dineínas especializadas [proteínas] se desarrollaran gradualmente dentro del mismo tipo de célula que finalmente se convirtió en la ancestral eucariota”.

Tal proceso de desarrollo, dice Hartman, puede estar relacionado con la evolución de la mitosis, el proceso de división celular que es la base de toda la reproducción de las plantas y animales, y desvelar sus orígenes podría ayudar a comprender este proceso fundamental.

“Es un gran avance”, dice. Proporciona “pruebas de una historia muy larga de algo que ya estaba allí antes” del origen del tipo de células que hicieron posible la vida avanzada. De confirmarse este análisis, dice, “la comprensión de los cilios va a convertirse en uno de los mayores proyectos” que perseguirán los biólogos.

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Comentarios

1. El rano verde - abril 29, 2009

Vaya, qué curioso. Parece que se avecinan tiempos de discusión y debate en este tema. Y es bastante interesante.

Según lo veo yo, el nuevo estudio no es precisamente contundente (en el fondo se basa en una ausencia de evidencia), pero sí muy sugerente. Se ha abierto una pequeña brecha en la teoría de Margulis y lo que antes nos resultaba tan sencillo e intuitivo parece que ahora no lo es tanto.

Habrá que seguir con atención el desarrollo de los siguientes estudios, pero yo me jugaría veinte duros a que la clave la van a proporcionar los análisis moleculares.

Ya veremos, ya veremos…

2. Cnidus - abril 29, 2009

No se, es que una cosa es que la célula eucariota haya aparecido por endosimbiosis y otra cosa es que cada uno de sus orgánulos sea un endosimbionte 🙂

3. jose - abril 29, 2009

Siempre que salen noticias sobre los nuevos avances, los trabajos que se realizarán en el futuro que ampliarán nuestro entendimiento y la “further investigation” en general, suelen hablar de “heterodoxos” que se salen un poco de la teoría de la evolución convencional, cosas tipo endosimbiosis, LGT, evodevo… es curioso este estudio porque hace lo contrario, debilitar una teoría heterodoxa en favor de una evolución darwinista gradual, tradicional (aburrida…?)

4. Manuel - abril 29, 2009

Cierto Cnidus. Y una gran diferencia está en el DNA. Tanto mitocondrias, cloroplastos como algunos hidrogenosomas poseen “cromosoma” que permite trazar su historia. Pero lo de los cilios ya es otra historia…

Jose Ojo no confundas cilios con flagelos. Aunque ya que los sacas a relucir (en el vídeo) te diré que es un ejemplo de la dos versiones. Margulis con sus undulipodios, y la hipótesis darwiniana de origen a partir de sistemas de secreción.


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