L'herència de la mitocòndria

L’any 1932 Ole Kirk Christiansen, un fuster danès, va fundar un petit taller de joguines que va batejar amb un nom que coneixen tots els nens i nenes d’avui dia: Lego. El que va fer realment famosa aquesta empresa, però, no van ser les joguines de fusta que tallava Ole, sinó uns petits blocs de plàstic de colors que s’enganxen entre ells i que al llarg de tants anys ens han permès construir des de petites ciutats fins a figures gegants.

El Lego, però, a més d’un joc que ens proporciona hores i hores d’entreteniment pot ser considerat una paràbola de la vida. De fet, totes els éssers vius estem formats de petites peces de Lego: en diem cèl·lules. Òbviament, els Legos i les cèl·lules no són ben bé el mateix, per començar nosaltres no ens podem muntar i desmuntar a voluntat! A més a més, hi ha una altra diferència fonamental: les cèl·lules serien peces de Lego plenes d’objectes més petits amb funcions pròpies. Avui parlarem d’un d’aquests “objectes”, o orgànuls, que anomenem mitocòndria i que s’encarrega de que la cèl·lula sigui capaç de respirar.

Els éssers vius estem formats de petites
peces de Lego: les cèl·lules

Quan es van començar a estudiar les mitocòndries es va veure que contenien un ADN propi, i això era molt estrany perquè les cèl·lules eucariotes -és a dir aquelles que formen els animals, les plantes i els fongs- tenen el seu ADN guardat dintre una capseta especial, el nucli, que el protegeix. Així doncs, què hi feia un tros d’ADN, que a més tenia una estructura diferent, dins de les mitocòndries? Ara sabem que, molt probablement, quan es van formar les primeres cèl·lules eucariotes hi va haver una cèl·lula procariota (és a dir, sense nucli, com els bacteris) que va intentar l’aventura de viure dins la cèl·lula eucariota. L’experiment va funcionar bé, i les dues cèl·lules van aprendre a viure en simbiosi, ajudant-se una a l’altra: la cèl·lula eucariota aconseguia aliment i protecció per la mitocòndria mentre que aquesta va aprendre a fer les funcions de respiració de la cèl·lula eucariota. Tan bé va funcionar aquesta simbiosi, que actualment la mitocòndria ja no és un organisme procariota vivint dins la cèl·lula, sinó que s’hi ha integrat com un orgànul cel·lular més. Això és el que coneixem com la Teoria Endosimbiont.

Degut a aquest origen endosimbiont de la mitocòndria la cèl·lula eucariota té dos tipus d’ADN: el nuclear i el mitocondrial. Quan dos organismes es reprodueixen, els fills hereten la meitat del material genètic nuclear de la mare i l’altra meitat del pare. Però què passa amb l’ADN mitocondrial? En el cas dels animals, els fills només heretem l’ADN mitocondrial de la mare, mentre que el del pare es perd, i per tant totes les nostres mitocòndries són iguals: és el que anomenem homoplàsmia. Aquesta herència materna de l’ADN mitocondrial té aplicacions molt interessants en genètica de poblacions, però d’això en parlarem un altre dia.

Cap al 1990 es va fer un descobriment sorprenent, i és que no tots els animals heretem igual les nostres mitocòndries sinó que hi ha una excepció: alguns tipus de musclos i petxines poden heretar les mitocòndries també dels seus pares. Aquesta herència especial s’ha anomenat DUI (herència doble uniparental), i en tots aquests anys s’han fet molts progressos per poder entendre com funciona aquest sistema en detall. Ara, la revista Trends in Genetics publica un article que resumeix el que hem pogut aprendre sobre el DUI i les seves conseqüències, tant pels musclos com pels científics que estudien les mitocòndries.