La hipótesis del hidrógeno es un modelo propuesto por William F. Martin y Miklós Müller en 1998 que describe una posible forma en que la mitocondria surgió como un endosimbionte dentro de un arqueón (clasificado como un procariota indudable en ese momento), dando lugar a una asociación simbiótica. de dos células de las que podría haber surgido la primera célula eucariota ( simbiogénesis ).
Según la hipótesis del hidrógeno: [1] [2] [3] [4] [5]
- El anfitrión que adquirió la mitocondria era una arqueona dependiente de hidrógeno , posiblemente similar en fisiología a una arquea metanogénica moderna , que usa hidrógeno y dióxido de carbono para producir metano ;
- La futura mitocondria era una eubacteria anaeróbica facultativa que producía hidrógeno y dióxido de carbono como subproductos de la respiración anaeróbica ;
- Se inició una relación simbiótica entre los dos, basada en la dependencia del hidrógeno del huésped ( sintrofia anaeróbica ).
Mecanismo
La hipótesis difiere de muchos puntos de vista alternativos dentro del marco de la teoría endosimbiótica , que sugieren que las primeras células eucariotas desarrollaron un núcleo pero carecían de mitocondrias, surgiendo esta última cuando un eucariota engulló una bacteria primitiva que finalmente se convirtió en la mitocondria. La hipótesis concede importancia evolutiva a los hidrogenosomas y proporciona una justificación para su ascendencia común con las mitocondrias. Los hidrogenosomas son mitocondrias anaeróbicas que producen ATP , por regla general, convirtiendo el piruvato en hidrógeno, dióxido de carbono y acetato . Se conocen ejemplos de la biología moderna en los que los metanógenos se agrupan alrededor de hidrogenosomas dentro de células eucariotas. La mayoría de las teorías dentro del marco de la teoría endosimbiótica no abordan la ascendencia común de las mitocondrias y los hidrogenosomas. La hipótesis proporciona una explicación sencilla para la observación de que los eucariotas son quimeras genéticas con genes de ascendencia archaeal y eubacteriana. Además, implicaría que archaea y eukarya se dividieron después de que aparecieron los grupos modernos de arqueas. La mayoría de las teorías dentro del marco de la teoría endosimbiótica predicen que algunos eucariotas nunca poseyeron mitocondrias. La hipótesis del hidrógeno predice que nunca existieron eucariotas primitivamente carentes de mitocondrias. En los 15 años posteriores a la publicación de la hipótesis del hidrógeno, esta predicción específica se ha probado muchas veces y se ha encontrado que está de acuerdo con la observación. [1] [2] [3] [4] [5]
En 2015, el descubrimiento y la ubicación de Lokiarchaeota (un linaje de arqueas que posee un repertorio genético expandido que incluye genes involucrados en la remodelación de la membrana y la estructura del citoesqueleto de actina ) como el grupo hermano de los eucariotas puso en duda principios particulares de la hipótesis del hidrógeno, como parece que Lokiarchaeota carecen de metanogénesis. [6]
Ver también
Referencias
- ↑ a b Embley TM y Martin W (2006). "Evolución eucariota, cambios y desafíos" . Naturaleza . 440 (7084): 623–630. Código Bibliográfico : 2006Natur.440..623E . doi : 10.1038 / nature04546 . PMID 16572163 . S2CID 4396543 .
- ^ a b Lane, Nick (2005). Poder, sexo, suicidio: mitocondrias y el sentido de la vida . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 978-0-19-920564-6.
- ^ a b López-Garćia P y Moreira D (1999). "Simbiosis metabólica en el origen de los eucariotas". Trends Biochem Sci . 24 (3): 88–93. doi : 10.1016 / S0968-0004 (98) 01342-5 . PMID 10203753 .
- ^ a b Martin W y Müller M (1998). "La hipótesis del hidrógeno para el primer eucariota". Naturaleza . 392 (6671): 37–41. Código Bibliográfico : 1998Natur.392 ... 37M . doi : 10.1038 / 32096 . PMID 9510246 . S2CID 338885 .
- ^ a b Poole AM y Penny D (2007). "Evaluación de hipótesis sobre el origen de los eucariotas". BioEssays . 29 (1): 74–84. doi : 10.1002 / bies.20516 . PMID 17187354 .
- ^ Spang, Anja; Saw, Jimmy H .; Jørgensen, Steffen L .; Zaremba-Niedzwiedzka, Katarzyna; Martijn, Joran; Lind, Anders E .; van Eijk, Roel; Schleper, Christa; Guy, Lionel; Ettema, Thijs JG (2015). "Archaea complejas que cierran la brecha entre procariotas y eucariotas" . Naturaleza . 521 (7551): 173-179. Código bibliográfico : 2015Natur.521..173S . doi : 10.1038 / nature14447 . PMC 4444528 . PMID 25945739 .