Teoria de l’endosimbiont: funció, paper i malalties

Coneguda com la teoria de l’endosimbiont, és una hipòtesi de biologia evolutiva que atribueix el desenvolupament de la vida superior a l’endosimbiosi dels procariotes. La idea va ser discutida per primera vegada pel botànic Schimper a finals del segle XIX. Mentrestant, molts resultats de la investigació es pronuncien a favor de la teoria.

Què és la teoria de l’endosimbiont?

En el curs de l’evolució, segons la teoria de l’endosimbiont, dos organismes haurien d’haver esdevingut interdependents, de manera que cap dels dos companys podria sobreviure sense l’altre. El botànic Schimper va publicar per primera vegada la idea de la teoria de l’endosimbiont el 1883, i la seva obra pretenia explicar l’origen dels cloroplasts. El biòleg evolutiu rus Konstantin Sergeyevich Merezhkovsky va revisar la teoria de l'endosimbiont a principis del segle XX. Tanmateix, la teoria no es va fer ben coneguda fins al 20, quan va ser adoptada per Lynn Margulis. En resum simplificat, la teoria afirma que els organismes unicel·lulars van ser captats per altres organismes unicel·lulars durant l'evolució. Es diu que aquesta captació va fer possible el desenvolupament de components cel·lulars d’organismes superiors. D’aquesta manera, segons els partidaris de la teoria, s’ha desenvolupat una vida cada vegada més complexa en el curs de l’evolució. Els components de les cèl·lules humanes es remunten originalment als organismes unicel·lulars. Segons la teoria, els eucariotes van sorgir per primera vegada perquè els organismes precursors procariotes van entrar en simbiosis. En particular, quimiotròfics i fotòtrofs els bacteris es creu que han estat captades per cèl·lules procariotes de les arquees en un acte de fagocitosi. En lloc de digerir-les, les cèl·lules procariotes les van emmagatzemar a l’interior, on es van convertir en endosimbiontes. Es creu que aquests endosimbionts van evolucionar fins a convertir-se en orgànuls cel·lulars de les cèl·lules hostes. La cèl·lula hoste i l’orgànul corresponen a eucariotes. Els orgànuls cel·lulars de mitocòndries i els plastis encara tenen característiques a aquest efecte. Atès que els eucariotes també existeixen sense aquests orgànuls descrits, aquests components s'hauran perdut filogenèticament o bé no s'aplica la teoria.

Funció i tasca

La teoria de l'endosimbiont nomena el desenvolupament de mitocòndries i plastids en organismes procariotes. Es creu que els protozous van entrar en endosimbiosi amb altres cèl·lules i van continuar vivint a les cèl·lules hostes. Fins ara, la ciència veu que els protozous ameboides ingereixen cianobacteris i continuen vivint dins d’ells. Observacions com aquestes semblen donar suport a la teoria de l’endosimbiont. En el curs de l’evolució, es creu que dos organismes s’han convertit en interdependents, segons la teoria de l’endosimbiont, de manera que cap dels dos companys podria sobreviure sense l’altre. Es diu que l’endosimbiosi resultant va fer que els orgànuls perdessin parts del material genètic que ja no necessitaven. Es creu, doncs, que els complexos de proteïnes individuals dels orgànuls estaven composts en part per unitats codificades per nuclears i en part per unitats codificades per mitocondrials. Segons les anàlisis del genoma, els plastis s’originen a partir de cianobacteris, mentre que mitocòndries s’associen a proteobacteris aeròbics. L’endosimbiosi entre eucariotes i procariotes és el que els científics anomenen endosimbiosi primària. D’altra banda, si els orgànuls cel·lulars han sorgit de la captació d’un eucariota amb un esdeveniment d’endosimbiosi primària experimentat prèviament, parlem d’endosimbiosi secundària. Els plastis primaris es troben en dues membranes d’embolcall, que, segons la teoria, són les mateixes que les membranes del cianobacteri ingerit respectiu. Es creu que van sorgir d’aquesta manera tres tipus de plastids primaris i, per tant, tres llinatges d’organismes autòtrofs. Les algues unicel·lulars de les Glaucocistàcies, per exemple, contenen plàstids del cianobacteri, igual que les algues vermelles. Les algues verdes i les plantes superiors contenen els plàstids més desenvolupats, els cloroplasts. Els plastids secundaris tenen tres o quatre membranes embolcallants. Ara es coneixen les endosimbiosis secundàries entre les algues verdes i els eucariotes, de manera que Euglenozoa i Chlorarachniophyta poden haver pres endosimbionts primaris de forma independent.

Malalties i malalties

Si la teoria de l’endosimbiont és correcta, com suggereix l’estat actual de la investigació, tots els complexos de cèl·lules vegetals, animals i, per tant, humanes es van originar en una fusió de procariotes. Els éssers humans haurien deure la pròpia vida a procariotes, però els procariotes en contacte amb els humans també són responsables de nombroses malalties. En aquest context, s'ha de fer referència, per exemple, al valor de la malaltia de les proteobacteris, que són particularment rellevants en la teoria de l'endosimbiont. Molts els bacteris a partir d’aquesta divisió es consideren patògens. Això és cert, per exemple, de Helicobacter pylori, que és un bacteri en forma de vareta que colonitza l’ésser humà estómac. Amb una prevalença del 50 per cent, Helicobacter pylori la infecció sovint es coneix com una de les infeccions bacterianes cròniques més freqüents a tot el món. Més de 30 milions de persones estan infectades amb el bacteri, però només entre un deu i un 20 per cent de totes les persones infectades desenvolupen símptomes. Aquests símptomes inclouen principalment les úlceres pèptiques, que poden afectar la malaltia estómac or duodè. Les infeccions amb el bacteri són, en general, culpables de tota una sèrie de malalties gàstriques, especialment aquelles que es manifesten amb una secreció augmentada de àcid gàstric. En conseqüència, a més de les úlceres de la estómac i duodè, el bacteri probablement també pot estar implicat en el tipus B. gastritis. La prova de la infecció bacteriana amb el proteobacteri forma part del diagnòstic estandarditzat de malalties gàstriques. A part de les malalties esmentades, la infecció crònica pel bacteri es classifica ara com a factor de risc de carcinoma gàstric. El mateix passa amb MALT limfoma. També sembla que hi ha un vincle entre la infecció i malalties com la crònica idiopàtica urticària (urticària), immune crònic trombocitopènia, deficiència de ferro anèmiai Malaltia de Parkinson. Helicobacter pylori només s'ha discutit aquí com a exemple. Molts altres procariotes s’associen al valor de la malaltia i són considerats patògens d’humans, animals i plantes.