Organización genética de mitocondrias
Las mitocondrias son un orgánulo indispensable para las células eucariotas. Gracias a ellos las células de los eucariotas son capaces de transformar el poder reductor que se obtiene en multitud de vías metabólicas en ATP, la molécula de almacenamiento de energía celular por excelencia. Puedes leer más de este proceso en el artículo que le dedicamos a la cadena de transporte electrónico aquí.
Una de las características fundamentales de las mitocondrias es que poseen su propio ADN, y circular, como las bacterias. La teoría más extendida en la actualidad es que las mitocondrias fueron en su día una proteobacteria que fue fagocitada y que ha permanecido dentro de la célula. La mitocondria y el núcleo de la célula hospedadora han llegado a un estado de simbiosis estrechísimo. Algunos de los genes necesarios para formar las proteínas mitocondriales están almacenados en el núcleo. Esta interacción entre ambas ha dado lugar a que el ADN de las mitocondrias adquiera diferentes tamaños en los diferentes grupos de seres vivos, dependiendo de las necesidades y exigencias del hospedador.
Las mitocondrias del unicelular Plasmodium, cuyo genoma es uno de los más pequeños, son igualmente muy reducidos. Con tan solo 6 Kb estas mitocondrias son capaces de funcionar perfectamente. En el lado contrario podemos encontrar mitocondrias, como la del arroz (Oryza japonica) con grandes moléculas de ADN, de un tamaño de unos 490 Kb. En un puesto intermedio encontramos las mitocondrias de humanos, que están formadas por alrededor de 17 Kb.
Imagen de Mitocondria al microscopio electrónico, en ella se ven los replegamientos de la membrana interna.
Como ya se ha visto el tamaño del ADN de mitocondrias en vegetales puede ser enorme. En las plantas el tamaño de ADN mitocondrial es muy variable, incluso dentro de un mismo género taxonómico. Se han descrito tamaños desde los 2400 Kb hasta las 200 Kb. Del mismo modo los tamaños del genoma mitocondrial de los protozoos son muy variables, incluso más que en plantas. En levaduras la variación es menor, sus ADN mitocondriales varían de 75 a 80 Kb. Por el contrario todos los vertebrados presentan un tamaño mitocondrial de 16-17 Kb.
A parte de las diferencias en tamaño el número de moléculas de ADN de cada mitocondria también varía. En levaduras y vertebrados pueden existir varias copias del ADN mitocondrial, pero será siempre un único genoma mitocondrial repetido. Por otra parte los vegetales contienen al menos una copia de un ADN maestro y varios genomas accesorios. Los protozoos finalmente presentan dos tipos de genomas mitocondriales, denominados maxi y mini círculos.
En cuanto a la composición de las moléculas de ADN mitocondrial ésta varía en complejidad. Las mitocondrias de vertebrados, que son las más pequeñas, no presentan intrones e incluso hay genes solapantes, sin secuencias espaciadoras. Tanto los intrones como las secuencias espaciadoras están presentes en el ADN de las mitocondrias de vegetales y levaduras.
El número de mitocondrias por tipo celular también es diferente dependiendo de las especies. Por ejemplo el hígado de rata contiene unas mil mitocondrias y cada mitocondria entre 5 y 10 moléculas de ADN, mientras que los huevos de las ranas poseen unas 10 millones de mitocondrias con, también, entre 5 y 10 moléculas de ADN. Puedes leer más sobre las características del genoma de humanos en el artículo que le dedicamos aquí.