Olá pessoal! Temos um livro maravilhoso de Nick Lane da série New Science :
durante séculos, as pessoas voltaram os olhos para as estrelas e se perguntaram por que estamos aqui e se estamos sozinhos no Universo. Tendemos a pensar por que existem plantas e animais, de onde viemos, quem eram nossos ancestrais e o que está por vir. Embora a resposta para a principal questão da vida, o Universo e, em geral, não seja 42, como Douglas Adams certa vez afirmou, mas não é menos breve e misterioso - as mitocôndrias., . , , , . , . , , ; , . , - , . , . , , , , , . , , ?
— , . 300–400 , . . , , . - - , — — . , . - - — , -, .A mitocôndria é uma das muitas "estações de energia" das células que controlam nossas vidas das maneiras mais inesperadas.As mitocôndrias são um segredo aberto. De um jeito ou de outro, muitos já ouviram falar deles. Nos artigos de jornal e em alguns livros didáticos, eles são chamados de "estações de energia da vida". Esses geradores em miniatura, escondidos nas células, produzem quase toda a energia que precisamos. Centenas ou milhares de mitocôndrias que queimam orgânicos com oxigênio podem estar em uma célula. Eles são tão pequenos que um bilhão caberia em um grão de areia. Com o advento das mitocôndrias, a vida recebeu um motor poderoso, já operando em alta velocidade e pronto para uso. Todos os animais, incluindo os mais inativos, têm pelo menos algumas mitocôndrias. Até plantas e algas imóveis as usam como fonte de energia adicional, uma adição à energia fotossintética que recebem de seus "painéis solares".Alguns provavelmente ouviram a expressão "Eva mitocondrial". Supõe-se que ela era a principal da humanidade, o último ancestral comum de todas as pessoas vivas. A véspera mitocondrial supostamente viveu na África (possivelmente 170.000 anos atrás), e também é chamada de véspera africana. Podemos traçar nossa linhagem genética até a Eva mitocondrial, possivelmente porque as mitocôndrias têm seu próprio genoma pequeno, que geralmente é transmitido para a próxima geração apenas através do óvulo, e não através do esperma. Isso significa que os genes mitocondriais desempenham o papel de um sobrenome transmitido ao longo da linha feminina, que pode ser rastreada; por exemplo, algumas famílias constroem seu clã na linha masculina de William, o Conquistador, Noé ou o profeta Muhammad. Recentemente, algumas disposições dessa teoria foram contestadas,mas no geral ela resistiu. Obviamente, esse método permite não apenas determinar nossos ancestrais, mas também entender quem não era nosso ancestral. Por exemplo, uma análise dos genes mitocondriais sugere que os neandertais não cruzaram com o Homo sapiens, mas foram lotados nos arredores da Europa, onde foram extintos.«» . , , . , , . , , . , , — , - . . , 1984 ., , , .
, , 11 2001 . -. «» . , , — . 5–10 , , . , ( « » — ). - , , . , , - , .
Vamos mais longe. Existe a chamada teoria mitocondrial do envelhecimento. Ela argumenta que os radicais livres - moléculas quimicamente ativas que "vazam" das mitocôndrias no processo de respiração celular comum, causam envelhecimento e muitas doenças associadas a ela. O problema é que, nas mitocôndrias, a "faísca" não é completamente excluída. Quando eles "queimam" alimentos sob a influência de oxigênio, as "faíscas" resultantes dos radicais livres podem danificar as estruturas vizinhas, incluindo os próprios genes mitocondriais, bem como genes mais distantes no núcleo celular. Os radicais livres atacam os genes em nossas células de 10.000 a 100.000 vezes por dia - em outras palavras, é preciso esperar um truque deles literalmente a cada segundo. A maior parte do dano causado é corrigida imediatamente, mas alguns ataques causam mutações irreversíveis,isto é, alterações persistentes na sequência nucleotídica de um gene. Com a idade, eles se acumulam no corpo e as células com os ferimentos mais graves morrem. Desgaste constante subjacente ao envelhecimento e doenças relacionadas. Mutações resultantes do ataque de radicais livres a genes mitocondriais também estão associadas a muitas doenças hereditárias graves. Essas doenças são muitas vezes herdadas de uma maneira estranha e imprevisível, e sua gravidade varia de geração para geração, mas a regra geral é que todas elas inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.Com a idade, eles se acumulam no corpo e as células com os ferimentos mais graves morrem. Desgaste constante subjacente ao envelhecimento e doenças relacionadas. Mutações resultantes do ataque de radicais livres a genes mitocondriais também estão associadas a muitas doenças hereditárias graves. Essas doenças são muitas vezes herdadas de uma maneira estranha e imprevisível, e sua gravidade varia de geração para geração, mas a regra geral é que todas elas inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.Com a idade, eles se acumulam no corpo e as células com os ferimentos mais graves morrem. Desgaste constante subjacente ao envelhecimento e doenças relacionadas. Mutações resultantes do ataque de radicais livres a genes mitocondriais também estão associadas a muitas doenças hereditárias graves. Essas doenças são muitas vezes herdadas de uma maneira estranha e imprevisível, e sua gravidade varia de geração para geração, mas a regra geral é que todas elas inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.resultante de um ataque de radicais livres a genes mitocondriais, muitas doenças hereditárias graves também estão associadas. Essas doenças são muitas vezes herdadas de uma maneira estranha e imprevisível, e sua gravidade varia de geração para geração, mas a regra geral é que todas elas inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.resultante de um ataque de radicais livres a genes mitocondriais, muitas doenças hereditárias graves também estão associadas. Essas doenças são muitas vezes herdadas de uma maneira estranha e imprevisível, e sua gravidade varia de geração para geração, mas a regra geral é que todas elas inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.que todos eles inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.que todos eles inexoravelmente progridem com a idade. Normalmente, as doenças mitocondriais afetam tecidos metabolicamente ativos, como músculos e cérebro, e podem levar a convulsões, distúrbios motores, cegueira, surdez e distrofia muscular.Alguns ouviram falar sobre mitocôndrias em conexão com um dos métodos de tratamento da infertilidade, sobre o qual se travou um debate feroz. Sua essência é que um fragmento de ooplasma contendo as mitocôndrias do ovo de uma doadora saudável é transferido para o ovo de uma mulher estéril (a chamada transferência ou transplante de ooplasma). Quando as informações sobre esse método vazaram pela primeira vez para a mídia, um jornal britânico publicou um artigo com a manchete cativante: "Bebês de duas mães e um pai". Isso não quer dizer que não haja verdade nessa piada jornalística. Embora a criança receba todos os genes "comuns" da mãe "real", ela recebe uma certa quantidade de genes mitocondriais de uma fêmea doadora de ooplasma. Então, estritamente falando, os bebês realmente receberam genes de duas mulheres diferentes.Apesar do fato de que, graças a esse método, nasceram mais de 30 bebês completamente saudáveis, foi posteriormente banido no Reino Unido e nos EUA por razões éticas e práticas.A mitocôndria chegou até a série Guerra nas Estrelas (para a total indignação de alguns fãs) como uma justificativa bastante vaga para a famosa Força, que "pode estar com você". Nos primeiros episódios, assumiu-se que essa força era, se não religiosa, pelo menos de natureza espiritual, mas no quarto episódio foi associada aos "midiclorianos". Os midiclorianos, como Jedi explicou popularmente, são "formas de vida microscópicas que vivem em todas as células vivas". Vivemos com eles em simbiose mutuamente benéfica. Não haveria vida sem midi-chlorians, e nunca saberíamos o que é a força. ” Tanto na explicação quanto no próprio nome, há uma alusão intencional e transparente às mitocôndrias. As mitocôndrias, que são de origem bacteriana, também vivem dentro de nossas células como simbiontes (organismos que têm relações mutuamente benéficas com outros organismos).Como os midiclorianos, as mitocôndrias possuem várias propriedades misteriosas, poder-se-ia dizer propriedades místicas e até trocar informações, unindo-se em redes ramificadas. A idéia da origem bacteriana das mitocôndrias, proposta por Lynn Margulis na década de 1970. e foi entendida como uma afirmação muito controversa, agora a maioria dos biólogos vê isso como um fato estabelecido.As características das mitocôndrias listadas acima são familiares a muitos artigos populares e cultura de massa. Alguns outros aspectos de sua existência, esclarecidos nos últimos dez a vinte anos, são menos óbvios para o público em geral. A principal é a apoptose, ou morte celular programada. As células individuais cometem suicídio para o benefício de todos - a existência de um organismo inteiro. Por volta de meados dos anos 90 os pesquisadores descobriram que a apoptose não é regulada por genes nucleares, como se pensava anteriormente, mas por genes mitocondriais. As conclusões desta descoberta são de grande significado médico, uma vez que a incapacidade das células para apoptose oportuna é a principal causa de câncer. Agora, o foco da pesquisa no campo da carcinogênese não é o genoma nuclear, mas o mitocondrial. Mas conclusões muito mais profundas se seguem dessa descoberta.No câncer, as células individuais de repente começam a lutar pela liberdade "pessoal", derrubando as amarras de suas obrigações para com o corpo como um todo. Deve ter sido difícil impor tais grilhões nos estágios iniciais da evolução da multiprecisão: por que as células potencialmente livres assinam sua própria sentença de morte pelo bem do privilégio de viver em uma comunidade maior de células, se têm a alternativa de ainda morarem sozinhas? É possível que, sem a morte celular programada, nunca tivessem surgido conexões que unissem as células em um organismo multicelular complexo. E como a morte celular programada depende das mitocôndrias, pode muito bem ser que organismos multicelulares não possam existir sem eles. Se esse raciocínio lhe parecer exagerado, lembre-se desse fato indiscutível,que as mitocôndrias estão presentes em todas as plantas e animais multicelulares.Outra área na qual as mitocôndrias costumam aparecer é a origem das células eucarióticas, ou seja, aquelas células complexas que compõem todas as plantas, animais, algas e fungos. A palavra "eucariótico" vem das palavras gregas que significam "núcleo real". Isso se refere a um núcleo no qual os genes estão localizados. No entanto, esse nome, francamente, não reflete toda a essência. De fato, a estrutura das células eucarióticas, além do núcleo, inclui muitos elementos diferentes, incluindo, principalmente, mitocôndrias. A evolução dessas células é objeto de um debate acalorado. O ponto geralmente aceito é que eles evoluíram gradualmente, passo a passo, até que um dia uma célula eucariótica primitiva captura a bactéria, que após muitas gerações de escravidão se tornou mitocôndria completamente dependente.Essa teoria prevê que os ancestrais de todos os organismos eucarióticos são alguns eucariotos unicelulares desconhecidos sem mitocôndrias - relíquias daqueles tempos em que as mitocôndrias foram primeiro "capturadas" e "colocadas em ação". Mas agora, após dez anos de análise genética completa, parece que todas as células eucarióticas conhecidas têm mitocôndrias ou já as tiveram (e depois as perderam). Daqui resulta que a origem das células complexas é inseparável da origem das mitocôndrias: esses dois eventos, de fato, eram um. Nesse caso, as mitocôndrias eram necessárias para a origem evolutiva não apenas de organismos multicelulares, mas também de seus componentes de células eucarióticas. Assim, sem mitocôndrias, a evolução da vida na Terra não teria avançado além do estágio das bactérias.que os ancestrais de todos os organismos eucarióticos são alguns eucariotos unicelulares desconhecidos sem mitocôndrias - relíquias daqueles tempos em que as mitocôndrias foram primeiro “capturadas” e “colocadas em ação”. Mas agora, após dez anos de análise genética completa, parece que todas as células eucarióticas conhecidas têm mitocôndrias ou já as tiveram (e depois as perderam). Daqui resulta que a origem das células complexas é inseparável da origem das mitocôndrias: esses dois eventos, de fato, eram um. Nesse caso, as mitocôndrias eram necessárias para a origem evolutiva não apenas de organismos multicelulares, mas também de seus componentes de células eucarióticas. Assim, sem mitocôndrias, a evolução da vida na Terra não teria avançado além do estágio das bactérias.que os ancestrais de todos os organismos eucarióticos são alguns eucariotos unicelulares desconhecidos sem mitocôndrias - relíquias daqueles tempos em que as mitocôndrias foram primeiro “capturadas” e “colocadas em ação”. Mas agora, após dez anos de análise genética completa, parece que todas as células eucarióticas conhecidas têm mitocôndrias ou já as tiveram (e depois as perderam). Daqui resulta que a origem das células complexas é inseparável da origem das mitocôndrias: esses dois eventos, de fato, eram um. Nesse caso, as mitocôndrias eram necessárias para a origem evolutiva não apenas de organismos multicelulares, mas também de seus componentes de células eucarióticas. Assim, sem mitocôndrias, a evolução da vida na Terra não teria avançado além do estágio das bactérias.Outro aspecto da existência de mitocôndrias, que é menos discutido, está relacionado à diferença entre os dois sexos, ou mesmo, pode-se dizer, à própria necessidade da existência de dois sexos. A questão de por que dois sexos são necessários é um enigma famoso com uma resposta bem conhecida. O fato é que, durante a reprodução sexual, são necessários dois pais para o nascimento de um filho, enquanto durante a reprodução vegetativa ou partenogenética, apenas uma mãe é suficiente, e o pai não é necessário. Sua existência não é apenas redundante, mas também leva a um desperdício imperdoável de recursos. Além disso, a presença de dois sexos significa que devemos escolher para nós mesmos um parceiro sexual de apenas metade da população, pelo menos se estivermos procurando por ele em prol da prole. Em termos de reprodução e qualquer outro, seria muito melhor,se todas as pessoas pertencessem ao mesmo sexo ou se houvesse um número ilimitado de sexos. Dois sexos são a pior opção possível. A resposta para esse enigma, proposta no final da década de 1970, é atualmente aceita pela maioria dos cientistas, mas quase desconhecida para os não especialistas. Como você deve ter adivinhado, está associado às mitocôndrias. Dois sexos são necessários porque um deles deve se especializar na transmissão de mitocôndrias para os filhotes (no óvulo) e o outro, pelo contrário, não deve transmiti-los (no esperma). Por que isso deve ser assim, veremos no capítulo 6.está associado às mitocôndrias. Dois sexos são necessários porque um deles deve se especializar na transmissão de mitocôndrias para os filhotes (no óvulo) e o outro, pelo contrário, não deve transmiti-los (no esperma). Por que isso deve ser assim, veremos no capítulo 6.está associado às mitocôndrias. Dois sexos são necessários porque um deles deve se especializar na transmissão de mitocôndrias para os filhotes (no óvulo) e o outro, pelo contrário, não deve transmiti-los (no esperma). Por que isso deve ser assim, veremos no capítulo 6.Estudos em todas essas áreas retornaram às mitocôndrias a atenção da qual foram privadas desde o auge da década de 1950, quando os cientistas descobriram pela primeira vez que as mitocôndrias são as estações de energia da célula e produzem quase toda a energia que precisamos. A principal revista científica Science reconheceu isso em 1999, quando dedicou a maior parte da próxima edição às mitocôndrias. A capa dizia: "As mitocôndrias estão voltando". As mitocôndrias foram esquecidas por dois motivos. Uma delas era que a bioenergia - o estudo da produção de energia nas mitocôndrias - era considerada uma área difícil e confusa. Essa abordagem é bem ilustrada pela frase encorajadora, que era certa vez sussurrada nas salas de aula durante palestras e relatórios: "Não se preocupe, ninguém entende esses maníacos mitocondriais".A segunda razão está associada ao surgimento da genética molecular na segunda metade do século XX. Como observou Immo Schaeffler, um dos “maníacos mitocondriais” importantes, “talvez os biólogos moleculares não prestassem atenção às mitocôndrias porque não entenderam imediatamente as conclusões e possibilidades promissoras decorrentes da descoberta de genes mitocondriais. Levou tempo para um banco de dados suficientemente extenso e diversificado acumular, permitindo-nos começar a resolver os problemas mais difíceis da antropologia, biogênese, medicina, evolução e muitas outras áreas. ”Levou tempo para um banco de dados suficientemente extenso e diversificado acumular, permitindo-nos começar a resolver os problemas mais difíceis da antropologia, biogênese, medicina, evolução e muitas outras áreas. ”Levou tempo para um banco de dados suficientemente extenso e diversificado acumular, permitindo-nos começar a resolver os problemas mais difíceis da antropologia, biogênese, medicina, evolução e muitas outras áreas. ”Eu já disse que as mitocôndrias são um segredo aberto. No entanto, apesar da nova fama, eles continuam sendo um mistério. Muitas questões evolutivas sérias relacionadas às mitocôndrias raramente são levantadas e menos discutidas em detalhes, mesmo em periódicos científicos, e diferentes áreas de pesquisa relacionadas às mitocôndrias geralmente são fechadas cada uma em seu próprio mundo restrito. Eu darei um exemplo O transporte de prótons através da membrana é o mecanismo pelo qual as mitocôndrias geram energia. Esse mecanismo é encontrado em todas as formas de vida, incluindo as bactérias mais primitivas, e é estranho ao extremo. Como disse um especialista, "pela primeira vez após Darwin, uma hipótese tão paradoxal e contrária ao senso comum quanto as hipóteses de Einstein, Heisenberg ou Schrödinger apareceu na biologia". No entanto, essa hipótese acabou sendo verdadeira,e seu autor Peter Mitchell em 1978 recebeu o Prêmio Nobel. No entanto, poucas pessoas fazem a pergunta: por que, de fato, uma maneira tão incomum de produção de energia se tornou tão importante para uma variedade de formas de vida? Como veremos mais adiante, a resposta a essa pergunta lança luz sobre a própria origem da vida.Outro problema fascinante que não recebe a devida atenção é a preservação dos genes mitocondriais. Os autores de artigos científicos, com a ajuda desses genes, traçam nossa linhagem até a "Eva mitocondrial" e até revelam laços familiares entre espécies diferentes, mas raramente perguntam por que esses genes foram preservados. Eles são considerados um remanescente do passado bacteriano das mitocôndrias. Talvez, talvez. O problema é que os genes mitocondriais são facilmente transferidos em bloco para o núcleo. Diferentes espécies tinham genes mitocondriais diferentes no núcleo, mas todas as espécies com mitocôndrias ainda mantinham o mesmo conjunto básico de genes mitocondriais. O que há de tão especial neles? Como veremos, a resposta a esta pergunta ajudará a entender por que as bactérias não atingiram o nível de complexidade dos eucariotos. Também ajudará a explicarpor que, em todas as outras áreas do universo, a vida nunca sai da rotina bacteriana; em outras palavras, por que, se não estamos sozinhos, certamente sozinhos.Existem muitas perguntas semelhantes. De vez em quando, estudiosos perspicazes os criam em artigos científicos, mas esses argumentos raramente chegam ao público em geral. À primeira vista, essas perguntas podem parecer ridiculamente obscuras e desinteressantes. No entanto, as respostas a elas, juntas, criam uma imagem completa da trajetória evolutiva, que começa com a origem da vida, passa pelos estágios do surgimento de células complexas e organismos multicelulares e leva a um aumento no tamanho do corpo, sexo, aparência de sangue quente, envelhecimento e morte. Esta imagem é uma visão absolutamente nova de por que existimos na Terra, por que estamos sozinhos no Universo, por que temos um senso de individualidade, por que fazemos amor, quem eram nossos ancestrais, por que estamos destinados a envelhecer e morrer. Em suma, permite entender o significado da vida.Como escreveu o historiador eloquente Felipe Fernandez-Armesto, “as histórias se explicam; se sabemos como os eventos se desenvolveram, começamos a entender por que eles aconteceram. ” E ao reconstruir a história da vida na Terra, as perguntas "como?" e "por que?" também estreitamente interligados.Eu queria escrever um livro para um grande público, não versado em ciências em geral e em biologia em particular. No entanto, eu tive que assumir que o leitor está familiarizado com o básico da biologia celular e, às vezes, recorre a terminologia especial. No entanto, algumas partes do livro podem parecer difíceis de entender, mesmo para aqueles que estão completamente familiarizados com a terminologia. Mas você ainda deve lê-los. O encanto da ciência e o prazer especial que você experimenta quando começa a entender algo são compreendidos na luta contra perguntas que não têm respostas claras. Dificilmente é possível dar respostas exatas a muitas perguntas que afetam eventos de um passado distante (bilhões de anos atrás). No entanto, podemos usar o conhecimento que temos, ou pensar que temos, para restringir a lista de respostas possíveis. As chaves das pistas estão espalhadas por toda partee às vezes você os encontra nos lugares mais incomuns. Para encontrá-los, você precisa de algum conhecimento em biologia molecular moderna, daí a inevitável complexidade de algumas seções. Tendo essas chaves à nossa disposição, podemos, depois de Sherlock Holmes, excluir algumas opções de resposta e focar em outras. Nas palavras do grande detetive: "Abandone o impossível, o que resta será a resposta, por incrível que pareça." 1 Embora acenar com a palavra "impossível" diante do nariz da evolução seja bastante perigoso, você experimenta o prazer incomparável de um detetive que seguiu o caminho certo ao tentar restaurar os caminhos evolutivos mais prováveis. Espero que meu entusiasmo passe parcialmente para você.daí a complexidade inevitável de algumas seções. Tendo essas chaves à nossa disposição, podemos, depois de Sherlock Holmes, excluir algumas opções de resposta e focar em outras. Nas palavras do grande detetive: "Abandone o impossível, o que resta será a resposta, por incrível que pareça." 1 Embora acenar com a palavra "impossível" diante do nariz da evolução seja bastante perigoso, você experimenta o prazer incomparável de um detetive que seguiu o caminho certo ao tentar restaurar os caminhos evolutivos mais prováveis. Espero que meu entusiasmo passe parcialmente para você.daí a complexidade inevitável de algumas seções. Tendo essas chaves à nossa disposição, podemos, depois de Sherlock Holmes, excluir algumas opções de resposta e focar em outras. Nas palavras do grande detetive: "Abandone o impossível, o que resta será a resposta, por incrível que pareça." 1 Embora acenar com a palavra "impossível" diante do nariz da evolução seja bastante perigoso, você experimenta o prazer incomparável de um detetive que seguiu o caminho certo ao tentar restaurar os caminhos evolutivos mais prováveis. Espero que meu entusiasmo passe parcialmente para você.por incrível que pareça. ”1 Embora acenar com a palavra "impossível" diante do nariz da evolução seja bastante perigoso, você experimenta o prazer incomparável de um detetive que seguiu o caminho certo ao tentar restaurar os caminhos evolutivos mais prováveis. Espero que meu entusiasmo passe parcialmente para você.por incrível que pareça. ”1 Embora acenar com a palavra "impossível" diante do nariz da evolução seja bastante perigoso, você experimenta o prazer incomparável de um detetive que seguiu o caminho certo ao tentar restaurar os caminhos evolutivos mais prováveis. Espero que meu entusiasmo passe parcialmente para você.Eu coloquei uma breve definição de alguns termos especiais no glossário. No entanto, antes de prosseguir, pode valer a pena falar um pouco sobre o básico da biologia celular para aqueles leitores que não estão familiarizados com a biologia. Uma célula viva é um universo em miniatura, a forma mais simples de vida, capaz de existência independente. Portanto, é ela quem é a unidade básica da biologia. Uma célula pode ser um organismo independente (lembre-se da ameba ou, nesse caso, bactérias). Tais organismos são chamados unicelulares. Um organismo multicelular consiste em muitas células (no nosso caso, existem milhões de milhões). A ciência que estuda as células é chamada citologia, da palavra grega cyto - uma célula (o significado original é um vaso, receptáculo). A raiz "cyto" faz parte de muitos termos. Por exemplo, citocromos são proteínas "coloridas" em uma célula,citoplasma - o ambiente interno da célula (tudo, exceto o núcleo), glóbulo vermelho - glóbulo vermelho.Nem todas as células são iguais, e algumas são muito mais iguais que outras. As células bacterianas são mais facilmente organizadas. Mesmo olhando para eles com um microscópio eletrônico, é difícil entender o que são. As bactérias raramente excedem alguns micrômetros de diâmetro e geralmente assumem a forma de uma bola ou bastão. Eles são separados do ambiente por uma parede celular forte, mas permeável, à qual a membrana celular mais fina, mas relativamente impermeável, adere por dentro a vários nanômetros de espessura. As bactérias produzem energia com a ajuda dessa membrana extremamente fina, e é por isso que uma parte significativa do nosso livro é dedicada a ela., , . ( ) . - - ( ). , . , ( ), . — — . «» — . , , . . , , , , , , .
Somos constituídos por células completamente diferentes. No "quintal" celular, eles são "iguais" a muitos outros. Para começar, eles são muito maiores. Seu volume é algumas vezes centenas de milhares de vezes maior que o volume de células bacterianas. Dentro, você pode ver muito. Existem enormes pilhas de membranas dobradas com uma superfície áspera, várias vesículas, cujo conteúdo é separado do restante do citoplasma, como em saquetas para congelamento, bem como uma densa rede ramificada de fibras que fornecem suporte estrutural e elasticidade da célula - o citoesqueleto. E existem organelas - órgãos celulares que desempenham funções especializadas, assim como, por exemplo, nossos rins desempenham a função de excreção. Mas o mais importante é que em nossas células existe um núcleo - um planeta pensativo que reina no microcosmo celular. Sua superfície, como a face da lua,salpicado de "crateras" (de fato os menores poros). As células que possuem esse núcleo são chamadas eucarióticas. Estas são as células mais importantes da Terra. Sem eles, o mundo seria inconcebivelmente diferente, porque todas as plantas e animais, todas as algas e fungos, quase todos os seres vivos que podem ser vistos a olho nu, consistem em células eucarióticas e cada um deles tem seu próprio núcleo.O núcleo contém ácido desoxirribonucleico (DNA). Em eucariotos e bactérias, essa macromolécula é idêntica na estrutura molecular, mas difere na organização no nível macro. O DNA bacteriano é um loop longo, complicado e fechado. A toupeira louca, mais cedo ou mais tarde, chega ao ponto de partida e um cromossomo em anel é obtido. Nas células eucarióticas, geralmente existem vários cromossomos, e eles não são circulares, mas lineares. Não quero dizer que eles são alongados em uma linha reta, apenas cada cromossomo tem duas extremidades. Durante a operação normal da célula, isso não é visível, mas durante a divisão celular, os cromossomos alteram sua estrutura: eles se condensam, adquirindo uma forma tubular bem reconhecida. A maioria das células eucarióticas está em um estado diplóide,isto é, eles têm duas cópias de cada cromossomo (o número de cromossomos em humanos é 23 × 2 = 46), e os mesmos cromossomos formam pares durante a divisão, permanecendo conectados aproximadamente no centro. Isso confere aos cromossomos uma forma característica de "estrela", que pode ser distinguida ao microscópio. Os cromossomos eucarióticos não são apenas DNA. Eles também são cobertos com proteínas especiais, as mais importantes das quais são chamadas histonas. Essa é uma diferença significativa entre bactérias e eucariotos - nem uma única bactéria cobre seu DNA com histonas, ela está sempre nua. As histonas não apenas protegem o DNA eucariótico de ataques químicos, mas também restringem o acesso aos genes.Os cromossomos eucarióticos não são apenas DNA. Eles também são cobertos com proteínas especiais, as mais importantes das quais são chamadas histonas. Essa é uma diferença significativa entre bactérias e eucariotos - nem uma única bactéria cobre seu DNA com histonas, ela está sempre nua. As histonas não apenas protegem o DNA eucariótico de ataques químicos, mas também restringem o acesso aos genes.Os cromossomos eucarióticos não são apenas DNA. Eles também são cobertos com proteínas especiais, as mais importantes das quais são chamadas histonas. Essa é uma diferença significativa entre bactérias e eucariotos - nem uma única bactéria cobre seu DNA com histonas, ela está sempre nua. As histonas não apenas protegem o DNA eucariótico de ataques químicos, mas também restringem o acesso aos genes., , , , , . — , . . , , , , . . , , « » . , , « » — . «» (); 33 . , «». — , «» — . , . , — . ( «») ( , , , , , ).
Os esquilos são um assunto de especial orgulho e glória da vida na Terra. A variedade de suas formas e funções é quase infinita. E quase toda a diversidade da vida deve sua existência a uma variedade de proteínas. Graças às proteínas, todas as realizações físicas da vida são possíveis - do metabolismo ao movimento, do voo à visão, da imunidade aos sistemas de sinalização. De acordo com suas funções, as proteínas são divididas em vários grandes grupos. Uma das mais importantes são as enzimas. Eles são catalisadores biológicos e podem aumentar a taxa de reações bioquímicas em várias ordens de magnitude com tremenda especificidade de substrato. Algumas enzimas podem até distinguir isótopos (formas diferentes do mesmo átomo). Outros grupos importantes de proteínas são os hormônios e seus receptores, proteínas responsáveis pelo sistema imunológico, como anticorpos, proteínas, proteínas de ligação ao DNA,como histonas e proteínas estruturais que formam o citoesqueleto.O código genético é inerte. Essa enorme quantidade de informações é colocada em um repositório confiável - um núcleo isolado dos processos que ocorrem no citoplasma; Assim, enciclopédias valiosas são armazenadas em bibliotecas e não são estudadas infinitamente, por exemplo, em uma fábrica. Para o trabalho diário na célula, são utilizadas fotocópias de baixo valor. Eles são feitos de RNA. Os elementos estruturais desta macromolécula são semelhantes aos elementos estruturais do DNA, mas são torcidos na forma de uma única cadeia, não dupla. Existem vários tipos de RNA, e cada um desempenha sua função. Antes de tudo, o RNA informativo ou mensageiro (mRNA ou mRNA) deve ser chamado, cujo comprimento corresponde mais ou menos ao comprimento de um gene. Como o DNA, o mRNA consiste em uma sequência de nucleotídeos e é uma réplica exata da sequência genética do DNA.A sequência genética do DNA é transcrita para uma caligrafia de mRNA ligeiramente diferente - a fonte muda, mas o significado da frase permanece inalterado. Este RNA é um mensageiro alado. Ele passa fisicamente do núcleo para o citoplasma através dos poros da membrana nuclear. Lá, ela “atraca” a algum ribossomo - uma das muitas milhares de fábricas de montagem de proteínas. Pelos padrões moleculares, eles são enormes, pelos padrões microscópicos, são extremamente pequenos. Eles dificilmente podem ser distinguidos por um microscópio eletrônico em algumas membranas internas da célula, às quais dão uma aparência áspera, assim como no citoplasma na forma de pequenos pontos. Os ribossomos são compostos de uma mistura de RNA e proteínas ribossômicos. Sua função é a tradução, tradução de informações que o mRNA trouxe para a linguagem das proteínas, ou seja, a sequência de aminoácidos.A transcrição e tradução são controladas e reguladas por inúmeras proteínas especializadas, as mais importantes das quais são chamadas fatores de transcrição. Eles regulam a expressão gênica, ou seja, sua conversão de um código passivo para uma proteína ativa que tem coisas a fazer na célula ou além dela.Armado com esse conhecimento básico de biologia celular, voltemos às mitocôndrias. Essas organelas celulares ("órgãos" da célula) são especializadas na produção de energia. Eu já mencionei que as mitocôndrias se originam de bactérias e ainda são um pouco como elas (fig. 1). Geralmente eles são representados na forma de salsichas ou minhocas, mas podem assumir formas ainda mais bizarras, enrolando quase em uma ponta de lança. Normalmente, as mitocôndrias são do tamanho de bactérias: alguns milésimos de milímetro (1 a 4 micrômetros) de comprimento e cerca de meio micrômetro de diâmetro. As células do nosso corpo geralmente contêm muitas mitocôndrias, e o número exato depende das necessidades metabólicas de uma célula específica. As células metabolicamente ativas (no fígado, rins, músculos e cérebro) contêm centenas ou mesmo milhares de mitocôndrias, ocupando até 40% do citoplasma.A palma pertence ao ovo (oócito). Ele contém e transfere para a próxima geração cerca de cem mil mitocôndrias. Mas o esperma geralmente contém menos de 100 mitocôndrias. As células sanguíneas e da pele contêm pouca ou nenhuma mitocôndria. Segundo estimativas aproximadas, um adulto contém 1 milhão de bilhões de mitocôndrias, que juntas representam cerca de 10% do seu peso corporal.
Fig. 1. A estrutura das mitocôndrias. As membranas interna e externa são visíveis; a membrana interna é dobrada e essas numerosas dobras são chamadas de crista. É neles que o processo de respiração celular prossegue: asmitocôndrias são demarcadas do citoplasma por duas membranas. A membrana externa é lisa e contínua, enquanto a membrana interna forma dobras ou tubos bizarros (cristais). As mitocôndrias não permanecem no mesmo local. Eles podem se mover dentro da célula para onde precisam e, às vezes, de maneira bastante ativa. Como bactérias, elas se dividem em duas, e isso acontece, tanto quanto se pode julgar, independentemente de outras mitocôndrias. E eles podem se fundir, formando vastas redes.— , , , — . - . . , . 1886 . . , — , — , . , , , ( ) .
As idéias de Altman não se enraizaram, mas ele próprio foi abertamente ridicularizado. Havia quem afirmasse que os bioblastos eram apenas uma invenção de sua imaginação, artefatos do complexo processo de preparação de preparações microscópicas. O assunto ficou complicado pelo fato de os citologistas da época ficarem fascinados com a magnífica dança dos cromossomos durante a divisão celular. Para visualizar essa dança, os componentes transparentes da célula foram corados com corantes especiais. Os cromossomos eram mais corados com corantes ácidos e, infelizmente, geralmente dissolviam mitocôndrias. A "fixação" no núcleo levou os citologistas a destruir todas as evidências de mitocôndrias com as próprias mãos. Alguns outros corantes mancharam as mitocôndrias apenas por um curto período de tempo e depois branquearam. Esse comportamento acrescentou ceticismo: quais são essas estruturas que, à maneira da coerção,depois apareça, depois desapareça. Finalmente, em 1897, Karl Benda mostrou que as mitocôndrias não são uma ilusão, mas estruturas celulares reais. Ele os definiu como "grânulos, paus ou filamentos no citoplasma de quase todas as células <...> que são destruídas pela ação de ácidos ou solventes da gordura". O termo "mitocôndria" proposto por ele vem das palavras gregas mitos - fio e condrião - grão. Esse nome resistiu ao teste do tempo, mas foi apenas um dentre muitos. Em diferentes épocas, as mitocôndrias eram chamadas de mais de trinta apelidos deliciosamente nebulosos, como condriossomas, cromídios, condriocontos, eclectossomos, histômeros, microssomas, plastossomos, poloplasmas e vibriodenos.paus ou filamentos no citoplasma de quase todas as células [...> destruídas pela ação de ácidos ou solventes da gordura ". O termo "mitocôndria" proposto por ele vem das palavras gregas mitos - fio e condrião - grão. Esse nome resistiu ao teste do tempo, mas foi apenas um dentre muitos. Em diferentes épocas, as mitocôndrias eram chamadas de mais de trinta apelidos deliciosamente vagos, como condriossomas, cromídios, condriocontos, eclectossomos, histômeros, microssomas, plastossomos, poloplasmas e vibriodenos.paus ou filamentos no citoplasma de quase todas as células [...> destruídas pela ação de ácidos ou solventes da gordura ". O termo "mitocôndria" proposto por ele vem das palavras gregas mitos - fio e condrião - grão. Esse nome resistiu ao teste do tempo, mas foi apenas um dentre muitos. Em diferentes épocas, as mitocôndrias eram chamadas de mais de trinta apelidos deliciosamente vagos, como condriossomas, cromídios, condriocontos, eclectossomos, histômeros, microssomas, plastossomos, poloplasmas e vibriodenos.Em diferentes épocas, as mitocôndrias eram chamadas de mais de trinta apelidos deliciosamente vagos, como condriossomas, cromídios, condriocontos, eclectossomos, histômeros, microssomas, plastossomos, poloplasmas e vibriodenos.Em diferentes épocas, as mitocôndrias eram chamadas de mais de trinta apelidos deliciosamente vagos, como condriossomas, cromídios, condriocontos, eclectossomos, histômeros, microssomas, plastossomos, poloplasmas e vibriodenos.Portanto, a existência de mitocôndrias não era mais questionada, mas sua função permaneceu um mistério. Seguindo Altman, poucos os consideravam os elementos fundamentais da vida. Como regra, eles receberam um papel muito mais modesto. Alguns consideraram as mitocôndrias como centros de síntese de proteínas ou gorduras, enquanto outros consideraram locais de armazenamento de genes. De fato, as mitocôndrias produziam descoloração mística das manchas histológicas. As cores desapareceram das mitocôndrias como resultado da oxidação, um processo semelhante à oxidação dos alimentos durante a respiração celular. Em 1912, Benjamin Freeman Kingsbury sugeriu que as mitocôndrias poderiam ser os centros respiratórios de uma célula. Sua justiça foi confirmada apenas em 1949, quando Eugene Kennedy e Albert Leninger mostraram que as enzimas respiratórias estão realmente localizadas nas mitocôndrias.Embora as idéias de Altman sobre os bioblastos tenham sido rejeitadas, alguns outros pesquisadores também sugeriram que as mitocôndrias são estruturas independentes, simbiontes, vivendo em uma célula para o bem comum. A simbiose é um relacionamento cujos participantes de alguma forma se beneficiam da presença um do outro, e os parceiros simbióticos são chamados simbiontes. Um exemplo clássico é o corredor egípcio, ou vigia de crocodilos (Pluvianus aegyptius). Este pássaro escolhe os restos de comida dos dentes dos crocodilos do Nilo, recebendo um almoço grátis em troca da limpeza dos dentes. Relações semelhantes podem existir no nível celular; por exemplo, as bactérias podem viver em células maiores como endossimbiontes. No início do século XX. diferentes pesquisadores atribuíram o papel dos endossimbiontes a quase todas as estruturas celulares, como núcleo, mitocôndrias,cloroplastos e centríolos (estruturas celulares que organizam o citoesqueleto). Essas teorias baseavam-se na aparência e no comportamento das estruturas correspondentes (por exemplo, seu movimento ou independente do tipo de divisão) e, portanto, em princípio, não podiam ir além da estrutura especulativa. Além disso, os adeptos dessas idéias frequentemente lutavam por prioridade científica ou se encontravam em lados opostos das barricadas políticas e linguísticas, o que os impedia de chegar a um acordo. Como escreveu o historiador da ciência Jan Sapp no notável livro “Evolution by Association”: “Assim se desenrola a história da ironia do feroz individualismo daqueles que postularam o papel criativo das associações nas mudanças evolucionárias”.movimento ou independente na divisão da aparência) e, portanto, em princípio, não poderia ir além da estrutura especulativa. Além disso, os adeptos dessas idéias frequentemente lutavam por prioridade científica ou se encontravam em lados opostos das barricadas políticas e linguísticas, o que os impedia de chegar a um acordo. Como escreveu o historiador da ciência Jan Sapp no notável livro “Evolution by Association”: “É assim que a história da ironia do violento individualismo daqueles que postularam o papel criativo das associações nas mudanças evolucionárias se desdobra”.movimento ou independente na divisão da aparência) e, portanto, em princípio, não poderia ir além da estrutura especulativa. Além disso, os adeptos dessas idéias frequentemente lutavam por prioridade científica ou se encontravam em lados opostos das barricadas políticas e linguísticas, o que os impedia de chegar a um acordo. Como escreveu o historiador da ciência Jan Sapp no notável livro “Evolution by Association”: “Assim se desenrola a história da ironia do feroz individualismo daqueles que postularam o papel criativo das associações nas mudanças evolucionárias”."Assim, a história de ironia do individualismo violento daqueles que postularam o papel criativo das associações nas mudanças evolucionárias se desdobra.""Assim, a história de ironia do individualismo violento daqueles que postularam o papel criativo das associações nas mudanças evolucionárias se desdobra."A situação chegou a um ponto crítico após 1918, quando o cientista francês Paul Portier publicou o magnífico livro The Symbionts. Ele afirmou (e é difícil superestimar sua coragem) que “todos os seres vivos, todos os animais, da ameba ao homem, todas as plantas, do esporo aos dicotiledôneas, são formados pela associação, desenvolvimento1, de duas criaturas diferentes. Cada célula viva contém em suas formações de protoplasma que os histologistas chamam de mitocôndrias. Para mim, essas organelas nada mais são do que bactérias simbióticas, que eu chamo de simbiontes. ”Na França, o trabalho de Porter ganhou elogios entusiásticos e críticas duras, mas no mundo de língua inglesa passou quase despercebido. É importante, no entanto, que essa foi a primeira vez que a idéia da origem simbiótica das mitocôndrias se baseou não em semelhanças morfológicas entre elas e bactérias, mas em tentativas de cultivar mitocôndrias da mesma maneira que as células são cultivadas. A recepcionista afirmou que conseguiu, pelo menos com "protomitocôndrias", que, explicou, ainda não havia se adaptado totalmente à existência dentro das células. Suas descobertas foram contestadas publicamente por um grupo de bacteriologistas do Instituto Pasteur que não os reproduziram. Além disso, assim que conseguiu uma cadeira na Sorbonne, a recepcionista abandonou o trabalho nessa direção, e seu trabalho ficou silenciosamente inconsciente.Alguns anos depois, em 1925, o americano Ivan Wallin apresentou suas próprias idéias sobre a natureza bacteriana das mitocôndrias. Ele argumentou que laços simbióticos estreitos eram a força motriz por trás da origem de novas espécies. Wallin também tentou cultivar mitocôndrias e também acreditava que ele havia conseguido. No entanto, desta vez também, o interesse por suas idéias diminuiu depois que outros não conseguiram reproduzir seus experimentos. Desta vez, a teoria simbiótica foi rejeitada sem o veneno, mas o biólogo americano Edward B. Wilson resumiu a opinião geral na famosa frase: “Para muitos, é claro, essas especulações parecem fantásticas demais para serem mencionadas em uma sociedade biológica decente. ; no entanto, não se pode excluir completamente que algum dia eles possam ser discutidos de maneira séria. ”«-» , , , « ». 1967 . Journal of Theoretical Biology (« ») , - « » , . . , , « » ( , , ). , , - , , - , . . . , , , , « ». — 800 . Academic Press « », ; 1970 . Yale University Press. . , , , , .
Mas o debate feroz (que não se estende além da estreita comunidade científica) não desapareceu por dez anos após a publicação do livro. Eles eram absolutamente necessários. Sem eles, não poderíamos ter certeza da validade da decisão final. Todos concordaram que realmente existem paralelos entre mitocôndrias e bactérias, mas nem todos concordaram com o que eles significam. A natureza bacteriana dos genes mitocondriais era óbvia: em primeiro lugar, eles estão no mesmo cromossomo do anel (eucariotos têm cromossomos lineares) e, em segundo lugar, estão "nus", ou seja, sem um "invólucro" de histona. Além disso, nas bactérias e mitocôndrias, a transcrição e tradução ocorrem de maneira semelhante. O processo de montagem de proteínas neles também é semelhante e em muitos detalhes difere desse processo em eucariotos. As mitocôndrias têm até seus próprios ribossomos ("fábricas" para a montagem de proteínas),e eles parecem muito "bacterianos". O efeito de muitos antibióticos nas bactérias baseia-se no bloqueio da montagem de proteínas, e eles também bloqueiam a síntese de proteínas nas mitocôndrias, mas não afetam a síntese de proteínas codificadas pelos genes nucleares de uma célula eucariótica.Pode parecer que esses paralelos entre mitocôndrias e bactérias, juntos, testemunham irrefutávelmente seu parentesco, mas, de fato, várias explicações alternativas podem ser oferecidas, e é a partir delas que as disputas mencionadas acima surgiram. Em geral, os sinais "bacterianos" das mitocôndrias podem ser explicados se assumirmos que a taxa de evolução das mitocôndrias é menor que a taxa de evolução do núcleo. Nesse caso, tudo é simples: as mitocôndrias têm mais em comum com as bactérias simplesmente porque evoluíram mais lentamente que o núcleo e não conseguiram ir tão longe quanto foram. Eles devem ter sintomas atávicos. Como os genes mitocondriais não se recombinam durante o processo sexual, essa suposição parecia válida, embora não muito convincente. Para refutá-lo, você precisava conhecer o verdadeiro ritmo da evolução,e para isso, foi necessário o sequenciamento de genes mitocondriais e comparado com genes nucleares. Somente depois que um grupo de cientistas de Cambridge, liderado por Frederic Senger1, sequenciou o genoma mitocondrial humano em 1981, ficou claro que os genes mitocondriais, pelo contrário, evoluem mais rapidamente que os nucleares. Suas propriedades atávicas só podem ser explicadas por uma relação direta com bactérias; Além disso, foi demonstrado que essa relação era com um grupo muito específico - com alfa proteobactérias.Suas propriedades atávicas só podem ser explicadas por uma relação direta com bactérias; Além disso, foi demonstrado que essa relação era com um grupo muito específico - com alfa proteobactérias.Suas propriedades atávicas só podem ser explicadas por uma relação direta com bactérias; Além disso, foi demonstrado que essa relação era com um grupo muito específico - com alfa proteobactérias.Felizmente para nós, nem mesmo a vidente Margulis estava sempre certa. Como os primeiros proponentes da teoria da simbiose, ela argumentou que um dia seremos capazes de cultivar mitocôndrias na cultura, precisamos apenas encontrar o ambiente certo. Agora sabemos que isso é impossível. Por que as mitocôndrias não crescem em cultura, também ficou claro após o seqüenciamento completo do genoma mitocondrial: os genes mitocondriais codificam apenas algumas proteínas (para ser mais preciso, 13), bem como todo o aparato genético necessário para sua síntese. A grande maioria das proteínas mitocondriais (cerca de 800) é codificada por genes nucleares, e seu número total é de 30.000 a 40.000. Assim, a independência das mitocôndrias é imaginária. O fato de eles confiarem nos dois genomas (mitocondrial e nuclear) já é evidente pelo fato de que algumas de suas proteínas são compostas por várias subunidades,alguns dos quais são codificados por genes mitocondriais e outros são nucleares. É por isso que as mitocôndrias só podem ser cultivadas dentro das células. Pela mesma razão, eles são chamados corretamente de “organelas”, e não simbiontes. No entanto, a palavra "organela" não faz ideia do seu passado marcante ou do enorme impacto que tiveram na evolução da vida., . , . « » , . , , — , — . , — . , : « — , , , ».
O microcosmo é uma hipótese bonita e inspiradora, mas há várias dificuldades com ele. A colaboração não exclui a competição. A cooperação entre bactérias diferentes apenas eleva a fasquia da concorrência, só que agora organismos mais complexos estão competindo, e não suas subunidades cooperantes. Além disso, muitas dessas subunidades, incluindo as mitocôndrias, não abandonaram seus próprios interesses egoístas. Mas a maior complexidade teórica são as próprias mitocôndrias. Eles, por assim dizer, ameaçam com um dedo, alertando-nos contra conclusões de longo alcance sobre o poder da cooperação microscópica. Aparentemente, todas as células eucarióticas têm mitocôndrias, ou uma vez tiveram, e as perderam. Em outras palavras, as mitocôndrias são a condição sine qua non da existência de organismos eucarióticos.Por que diabos? Se a interação entre bactérias é algo comum, então uma variedade de células "eucarióticas" teria que aparecer, cada uma com seu próprio conjunto de microorganismos cooperantes. Obviamente, existem muitos exemplos da simbiose de bactérias e eucariotos. Eles são especialmente comuns em comunidades microscópicas "incomuns", por exemplo, entre habitantes de sedimentos de fundo marinho. Golpeia outro. Todos os eucariotos, incluindo os mais exóticos, têm uma origem comum e todos têm (ou já tiveram) mitocôndrias. Em outras palavras, todos os outros casos de simbiose no nível celular estão ligados à existência de mitocôndrias. Se não houvesse uma fusão inicial com as mitocôndrias, não haveria outras. Quase certamente podemos dizer isso, porque as bactérias colaboram e competem entre si há quase quatro bilhões de anos,e eles geraram a célula eucariótica apenas uma vez. A aquisição de mitocôndrias foi um ponto de virada na história da vida.No campo de visão dos cientistas, novos habitats estão constantemente caindo nos quais novas relações entre organismos são descobertas. Eles servem como um campo de teste conveniente para testar hipóteses científicas. Deixe-me dar apenas um exemplo: uma das descobertas mais surpreendentes na virada do milênio foi a descoberta no microplâncton de habitats extremos da abundância dos menores organismos eucarióticos - picoeuucariotos. Eles vivem tanto no fundo dos mares da Antártica quanto em rios fortemente acidificados e ricos em ferro (um desses rios é o rio Tinto, no sul da Espanha; por causa da cor vermelha escura da água, os fenícios a chamavam de "rio de fogo"). Anteriormente, esses lugares eram considerados domínio de bactérias extremofílicas, e nunca ocorreu a ninguém procurar por eucariotos carinhosos lá. Os pico-eucariotos são comparáveis em tamanho a bactérias e vivem em habitats semelhantes,portanto, imediatamente despertaram grande interesse como possíveis formas de transição entre bactérias e eucariotos. No entanto, apesar do tamanho pequeno e do amor por esportes radicais, eles se encaixam perfeitamente na classificação existente de eucariotos. Surpreendentemente, a análise genética mostrou que todas essas diversas variações do tema eucariótico pertencem a grupos que nos são conhecidos há muitos anos.É nesses habitats extremos que se espera casos únicos de simbiose, mas eles não existem. Em vez disso, vemos tudo igual em outros lugares. Tomemos, por exemplo, a menor célula eucariótica - Ostreococcus tauri. Seu diâmetro é menor que um milésimo de milímetro (1 micrômetro), que é menor que o da maioria das bactérias, e ainda assim é um organismo eucariótico de valor total. Ela tem um núcleo com 14 cromossomos lineares, um cloroplasto e, surpreendentemente, várias pequenas mitocôndrias. E ela não é a única. Cerca de vinte ou trinta novos subgrupos eucarióticos foram identificados a partir dos habitats extremos desta "cornucópia" inesperadamente aberta. Aparentemente, apesar de seu tamanho pequeno, estilo de vida incomum e condições ambientais adversas, todos eles têm ou já tiveram mitocôndrias.O que isso significa? Isso significa que as mitocôndrias não são apenas um dos possíveis parceiros da simbiose. Eles são os guardiões das chaves da evolução da complexidade. Este livro é sobre o que as mitocôndrias fizeram por nós. Não vou me debruçar sobre “pequenos detalhes”, como a síntese de porfirinas ou mesmo o ciclo de Krebs, você pode ler sobre eles em livros didáticos. Processos semelhantes podem ocorrer em qualquer lugar da célula, e o fato de eles se estabelecerem nas mitocôndrias é uma mera coincidência. Vamos ver melhor por que as mitocôndrias são tão importantes para a vida, incluindo a nossa. Neste livro, veremos por que as mitocôndrias são os governantes secretos do mundo, os senhores do poder, sexo e suicídio.O livro pode ser encontrado em mais detalhes no site do editor.ConteúdoTrechoEditor científicoJulia Kraus, Pesquisadora Líder, Departamento de Evolução Biológica, Faculdade de Biologia, Universidade Estadual de Moscou, Ph.D.Cupom de 25% de desconto para os leitores deste blog - Mitocôndrias