Endosimbiosi - microbiologia

Scritto da Fabrizio Crisafulli.
Pubblicato il 28-11-2013 Revisionato il 06-06-2014
Fabrizio Crisafulli

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

L'endosimbiosi rappresenta, in una discorsività teorica, un evento nel quale una cellula procariote è entrata a far parte di un altro organismo eucariote in un rapporto di mutualismo. L'unione di due cellule, totalmente differenti tra loro, ha una ragione di cooperazione e di reciproco vantaggio.

È probabile che la vita di molte specie, come attualmente conosciuta, sia il risultato di più associazioni endosimbiontiche che, milioni di anni fa, hanno permesso l'unione di cellule totalmente differenti. La presenza del mitocondrio nelle cellule eucariotiche sembra, ad esempio, essere il risultato di una unione endosimbiontica.

Mitocondri e endosimbiosi

È probabile che, in un intervallo di tempo superiore ai 2 milioni di anni fa, esistessero delle cellule pre-eucariotiche, non ancora capaci di operare né la fotosintesi né un qualsiasi metabolismo ossidativo complesso. L'unione di un procariote fototrofo ad una cellula pre-eucariotica permise, a quest'ultima, di ottenere un metabolismo di tipo fotosintetico e, al batterio, un ambiente "stabile" e relativamente ricco di nutrienti. La coevoluzione procariote-eucariote, nel corso degli anni, ha permesso di stabilizzare questo rapporto con la formazione dei mitocondri.

Prove dell'endosimbiosi batterica e formazione dei mitocondri

La principale prova, dell'unione tra un procariote e una cellula pre-eucariotica, è data dal fatto che nei mitocondri esiste ancora tipo particolare di DNA, chiamato DNA ribosomiale, di tipo circolare. Inoltre, è presente una sequenza 16S, tipica dell'RNA ribosomiale, sia nei procarioti sia negli eucarioti, a livello del cloroplasto e del mitocondrio. Per questa ragione, alcuni antibiotici sono efficaci contro i procarioti ma hanno effetti anche nelle cellule eucariotiche, interferendo con il normale funzionamento degli organuli.

Alcuni enzimi possono fornire delle plausibili prove per la teoria dell'endosimbiosi. L'enzima malato deidrogenasi, ad esempio, è presente in due isoforme, giacché la proteina fa parte della classe degli isoenzimi. Le isoforme sono presenti nel citoplasma e nel mitocondrio. La comparazione degli aminoacidi della struttura primaria della malato deidrogenasi batterica, mitocondriale e citosolica ha permesso di stabilire che esiste una maggiore analogia tra l'enzima mitocondriale e quello batterico, rendendo - di fatto - plausibile una origine batterica dei mitocondri.

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