O QUE SÃO MITOCÔNDRIAS?

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.

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.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation .