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Las bacterias son microorganismos procariotas y cómo tales carecen de organelos membranosos intracelulares, incluyendo las mitocondrias. De hecho, las bacterias no sólo no tienen mitocondrias, sino que las propias mitocondrias parecen tener su origen en bacterias que fueron integradas en las células eucariotas mediante un fenómeno de endosimbiósis.

Existen organismos unicelulares eucariotas, descendientes de eucariotas primitivos, que no tienen mitocondrias, pero todos los eucariotas multicelulares tienen mitocondrias. En el caso de los procariotas, ninguno tiene, al menos que se conozca, y por tanto ninguna bacteria.

Entre las muchas funciones de las mitocondrias, una de las más destacadas en la obtención de energía química a través del proceso conocido como respiración celular. La respiración celular se produce en dos etapas bien diferenciadas, la oxidación de metabolitos (ciclo de krebs y beta-oxidación de ácidos grasos) y la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa.

La oxidación de metabolitos tiene lugar en la matriz mitocondrial y la fosforilación oxidativa, dependiente de la cadena de transportes de electrones, se produce en la membrana interna de la mitocondria:

Esquema respiración celular en una mitocondria
Esquema básico de la respiración celular en una mitocondria

En las bacterias, la energía se produce en un proceso esquemáticamente muy similar. Las membranas de la célula bacteriana se pondrían en el lugar de las membranas mitocondriales. La secreción de protones y la síntesis de ATP tiene lugar en la membrana citoplasmática o membrana interna bacteriana:

Esquema básico de la producción de ATP en las bacterias
Esquema básico de la producción de ATP en las bacterias

Esta similitud en el esquema de la obtención de ATP es tan sólo un signo de lo que se ha demostrado con estudios de material genético: el origen endosimbiótico de las mitocondrias.

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Teoría de la endosimbiosis

La teoría del origen endosimbiótico de las mitocondrias sostiene que hace unos dos mil millones de años, cuándo la concentración de oxígeno atmosférico estaba en continuo aumento, aparecieron unas bacterias capaces de utilizar este oxígeno para oxidar materia orgánica y producir energía.

Estas bacterias establecieron una relación endosimbiótica con células eucariotas primitivas y vivían en su interior compartiendo con ellas la energía que producían. A cambio, la célula hospedadora conseguía alimento para la bacteria y le daba protección.

Con el paso del tiempo, esta asociación resultó ser muy eficaz y fue haciéndose cada vez más estrecha hasta que ambos organismos se convirtieron en uno sólo. La bacteria quedó integrada como organelo de la célula hospedadora y aparecieron así las mitocondrias.

Las mitocondrias contienen su propio material genético separado del ADN nuclear, el ADN mitocondrial. Estudios del ADN mitocondrial lo han relacionado con ciertos grupos bacterianos. En un primer momento se relacionaron con las rickettsias, un grupo de proteobacterias parásitas intracelulares al que pertenece las bacterias causantes del tifus (Rickettsia typhi y Rickettsia prowazekii).

Posteriormente se encontró una mayor similitud con el ADN de Pelagibacter ubique, una especie de alfa proteobacterias muy abundante, probablemente la más abundante de todo el planeta. En un estudio del 2011, sin embargo, encontraron unos parientes más cercanos de las mitocondrias. Serían un grupo raro de bacterias que representan menos del 1% de las bacterias de aguas oceánicas superficiales. A este grupo se le ha dado el nombre de Ocean Mitochondrial Affiliate Clade (OMAC) .

Referencias

  1. Björn Brindefalk, Thijs J. G. Ettema , Johan Viklund, Mikael Thollesson, Siv G. E. Andersson (14 Septiembre 2011). A Phylometagenomic Exploration of Oceanic Alphaproteobacteria Reveals Mitochondrial Relatives Unrelated to the SAR11 Clade. . PLoS ONE. doi: 10.1371/journal.pone.0024457

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