La teoría endosimbiótica
Si miraras al microscopio una célula de una hoja de ceibo, verías cloroplastos verdes moviéndose en el citoplasma. Esos cloroplastos tienen su propio ADN y se dividen dentro de la célula, como si fueran bacterias pequeñitas. ¿Será casualidad? ¿De dónde salieron los cloroplastos y las mitocondrias, las organelas que intervienen en la nutrición y la energía de las células eucariotas?
Qué es una endosimbiosis
Una simbiosis es una relación estrecha y duradera entre organismos de especies distintas, en la que ambos pueden salir beneficiados. El prefijo «endo» significa «adentro»: en una endosimbiosis, un organismo vive dentro de otro.
Hay ejemplos actuales. Algunas amebas albergan algas verdes en su interior: la ameba le da protección al alga y el alga le da alimento a la ameba. Ninguna de las dos "pierde": las dos ganan.
La teoría endosimbiótica propone que las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas fueron, hace mucho tiempo, células procariotas independientes que terminaron viviendo adentro de otra célula.
Definí con tus palabras qué es una simbiosis y qué quiere decir el prefijo «endo» en la palabra «endosimbiosis».
Definí con tus palabras qué es una simbiosis y qué quiere decir el prefijo «endo» en la palabra «endosimbiosis».
Las dos organelas protagonistas
Las células eucariotas tienen núcleo y organelas. Dos de ellas tienen un papel central en la nutrición celular:
| Organela | Dónde está | Función |
|---|---|---|
| Mitocondria | En casi todas las células eucariotas (animales, vegetales, hongos); algunos eucariotas las perdieron | Obtiene energía de los nutrientes usando oxígeno: respiración celular |
| Cloroplasto | Solo en algas y plantas | Fabrica materia orgánica con la luz del sol: fotosíntesis |
Las dos ecuaciones son una la inversa de la otra. Fotosíntesis:
$$6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow{\text{luz y clorofila}} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$$La fotosíntesis (cloroplasto) toma dióxido de carbono y agua y, con energía de la luz, produce glucosa y oxígeno. La respiración (mitocondria) hace el camino inverso: usa glucosa y oxígeno y libera la energía que la célula aprovecha.
$$C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + \text{energía}$$No hace falta memorizar la química: lo importante es el sentido. El cloroplasto «construye» alimento; la mitocondria «lo quema» para obtener energía utilizable.
Nombrá las dos organelas de las células eucariotas que, según la teoría endosimbiótica, derivan de antiguas células procariotas. Indicá además cuál de las dos se…
Nombrá las dos organelas de las células eucariotas que, según la teoría endosimbiótica, derivan de antiguas células procariotas. Indicá además cuál de las dos se encuentra solamente en las células de algas y plantas.
Escribí qué función cumple la mitocondria en una célula eucariota y qué función cumple el cloroplasto.
Escribí qué función cumple la mitocondria en una célula eucariota y qué función cumple el cloroplasto.
Cómo habrían surgido: la historia
Según la teoría, la historia ocurrió en etapas. Al principio había solo células procariotas, sin núcleo. Después, el oxígeno producido por organismos fotosintéticos fue acumulándose en la atmósfera.
Para el cloroplasto se repitió la historia: una célula eucariota que ya tenía mitocondrias englobó una bacteria fotosintética (parecida a las actuales cianobacterias). Así habría nacido la célula de las algas y plantas.
El orden tiene lógica: primero el oxígeno se acumuló (lo producían organismos fotosintéticos procariotas), luego aparecieron las células con mitocondrias que lo usaban, y por último, las que además tenían cloroplastos.
Explicá cómo, según la teoría endosimbiótica, se habría originado la mitocondria. Contá qué tipo de células intervinieron, qué ocurrió entre ellas y qué ventaja obtuvo…
Explicá cómo, según la teoría endosimbiótica, se habría originado la mitocondria. Contá qué tipo de células intervinieron, qué ocurrió entre ellas y qué ventaja obtuvo cada una.
Ordená cronológicamente los siguientes sucesos según la teoría endosimbiótica y justificá brevemente el orden: a) aparición de la célula eucariota con cloroplastos, b)…
Ordená cronológicamente los siguientes sucesos según la teoría endosimbiótica y justificá brevemente el orden: a) aparición de la célula eucariota con cloroplastos, b) aparición de células procariotas, c) aparición de la célula eucariota con mitocondrias, d) acumulación de oxígeno en la atmósfera.
Las evidencias
Los datos que dan apoyo a la teoría son consistentes con la idea de que mitocondrias y cloroplastos fueron procariotas:
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ADN propio, circular, parecido al de las bacterias y no al del núcleo.
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Se reproducen solos dividiéndose en dos, como las bacterias, dentro de la célula.
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Tamaño parecido al de una bacteria.
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Ribosomas propios, similares a los bacterianos.
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Doble membrana.
La doble membrana merece atención. Cuando una célula engloba a otra, la rodea con un trocito de su membrana, que forma una burbuja. La célula englobada conserva su propia membrana. Resultado: dos membranas, una de cada célula.
Si las organelas se hubieran formado desde adentro, a partir de la propia membrana de la célula, no habría una razón clara para tener dos membranas, ni para que tuvieran su propio ADN y se dividieran por su cuenta.
Mitocondrias y cloroplastos tienen ADN propio, circular y parecido al de las bacterias, y se reproducen por división dentro de la célula. Explicá por qué estas…
Mitocondrias y cloroplastos tienen ADN propio, circular y parecido al de las bacterias, y se reproducen por división dentro de la célula. Explicá por qué estas características se consideran evidencias a favor de la teoría endosimbiótica.
Mitocondrias y cloroplastos están rodeados por dos membranas. Argumentá cómo se puede explicar la presencia de esa doble membrana a partir de la teoría endosimbiótica,…
Mitocondrias y cloroplastos están rodeados por dos membranas. Argumentá cómo se puede explicar la presencia de esa doble membrana a partir de la teoría endosimbiótica, teniendo en cuenta cómo una célula puede englobar a otra, y por qué sería difícil explicarla si estas organelas se hubieran formado dentro de la célula a partir de su propia membrana.
Aplicá la teoría
La teoría se conecta con el ancestro común: las mitocondrias de un hongo, un yaguareté y un ceibo son parecidas porque todos los eucariotas descienden de un antepasado que ya las tenía.
Un equipo estudia dos organismos eucariotas: A es un hongo que tiene mitocondrias pero no cloroplastos; B es un alga que tiene mitocondrias y cloroplastos. Analizá qué…
Un equipo estudia dos organismos eucariotas: A es un hongo que tiene mitocondrias pero no cloroplastos; B es un alga que tiene mitocondrias y cloroplastos. Analizá qué indica esto sobre el orden en que habrían ocurrido las endosimbiosis y proponé qué tipo de procariota habría dado origen a los cloroplastos. Explicá además por qué la teoría endosimbiótica no explica el origen del núcleo celular.
Volvé al principio: los cloroplastos del ceibo tienen ADN propio y se dividen solos porque, según la teoría, descienden de bacterias fotosintéticas que fueron englobadas por una célula antepasada.