Nós provavelmente já ouvimos falar
das mitocôndrias, e talvez até nos lembramos de aprender na escola que elas são
as "potências da célula" - mas o que isso realmente significa e como
elas evoluíram? Para responder a esta pergunta, devemos voltar cerca de
dois bilhões de anos até um momento em que não existe a complexidade da vida
tal como a vemos hoje.
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| Estrutura de uma célula animal - Imagem:
Royroydeb CC BY-SA 4.0 |
Nosso antepassado primordial era uma
simples criatura unicelular, vivendo em uma rotina de longo prazo da estagnação
evolutiva. Então ocorreu algo dramático - um evento que literalmente daria
vida à eventual evolução de organismos complexos. Uma das células envolveu
outra e a escravizou como uma fonte de energia perpétua para o seu hospedeiro.
O aumento da energia disponível para
a célula gerou a formação de organismos mais complexos com múltiplas células,
olhos e cérebros. Lentamente, as duas espécies tornaram-se entrelaçadas -
compartilhando alguns de seus DNA e delegando tarefas celulares
específicas - até que, eventualmente, eles se tornaram firmemente conectados um
ao outro para formar o mais íntimo dos relacionamentos biológicos.
Duas espécies
separadas tornaram-se uma.
Esses escravos de energia são as
mitocôndrias, e há centenas ou mesmo milhares deles dentro de cada uma das
células (com exceção dos glóbulos vermelhos) e em todos os outros seres humanos
vivos.
De onde veio a mitocôndria?
Eles ainda se assemelham à sua origem
bacteriana em aparência, mas não podemos mais existir sem eles, nem eles sem
nós. A explosão evolutiva alimentada pelas mitocôndrias é evidente pelo
fato de serem encontradas em todos os organismos multicelulares complexos que
já existiram, desde girafas até palmeiras, cogumelos e dinossauros.
Como vestígios de sua origem antiga,
as mitocôndrias ainda possuem seu próprio genoma (embora alguns de seus DNA
tenham sido transferidos para o nosso genoma). É alienígena em aparência e
composição quando comparado com o nosso próprio genoma nuclear (o DNA dentro de
cada núcleo de sua célula que contém cerca de 20.000 genes).
Na verdade, nosso genoma nuclear
compartilha mais em comum com o de uma esponja do mar do que com o genoma
mitocondrial dentro de nossas próprias células.
Ao contrário do genoma nuclear, o
genoma mitocondrial é pequeno (contendo apenas 37 genes), circular e usa um
código de DNA diferente. O genoma mitocondrial desliza caminho através das
gerações, mantendo-se dentro das mitocôndrias abrigadas em cada ovo, e, como
tal, é transmitida apenas para a mãe.
Isso é diferente do genoma nuclear, metade do qual é herdado de seu pai
e a outra metade de sua mãe.
O que fazem as mitocôndrias?
O genoma mitocondrial é vital para o
papel principal das mitocôndrias: queimar as calorias que comemos
com o oxigênio que respiramos para gerar a energia para alimentar todos os
nossos processos biológicos. Mas essa incrível fonte de energia não é sem
o seu custo.
Como qualquer potência, as
mitocôndrias produzem subprodutos tóxicos. Os radicais livres (moléculas de oxigênio altamente
reativas com um número ímpar de elétrons que podem causar envelhecimento e
problemas de saúde) podem ser criados por acidentes que ocorrem durante a
produção de energia.
Então, em essência, o poder das mitocôndrias e colocar
em perigo nossas células.
Como o genoma mitocondrial está
próximo da fonte de radicais livres, é mais suscetível a seus efeitos
prejudiciais. E o genoma mitocondrial sofre replicação milhares de vezes
mais do que o genoma nuclear, simplesmente porque você tem tantos em cada
célula.
Fazer cópias de cópias apresenta erros.
Uma combinação destes dois efeitos
resulta no genoma mitocondrial que mata até 50 vezes mais rápido do que o
genoma nuclear, que, entretanto, é mantido com segurança no núcleo. Essas
mutações podem ser transmitidas à prole materna, causando distúrbios
metabólicos devastadores na próxima geração.
O que acontece quando algo está errado?
Apenas tão recentemente como 1988 foi
a primeira doença causada por tal mutação no genoma mitocondrial identificado. Agora,
sabemos sobre muitos desses distúrbios, chamados de doenças mitocondriais, que
podem ser atribuídos a mutações no genoma mitocondrial. Essas doenças
podem se manifestar em qualquer idade e resultar em uma ampla gama de sintomas,
incluindo perda de audição ,
cegueira, perda de músculo, episódios de AVC, convulsões e falência de órgãos.
Essas doenças são atualmente
incuráveis. Mas várias linhas de investigação estão
atualmente em andamento para tratar e prevenir transmissão para as gerações subsequentes.
Apesar disso, durante a vida, é inevitável
que mutações ocorram no genoma mitocondrial nos neurônios, músculos e outras
células de um indivíduo. O trabalho convincente agora
sugere que a acumulação desses erros pode contribuir para a natureza
progressiva das doenças degenerativas de início tardio, como a doença de
Alzheimer e Parkinson.
A saúde desse genoma aparentemente
alienígena está inexplicavelmente ligada à de nossos próprios corpos. À medida
que enfrentamos a importância das mitocôndrias na doença, continuamos a
descobrir os segredos íntimos de uma relação de dois bilhões de anos que deu
vida complexa ao planeta.
