IMPORTANTE Avance en el estudio del PARKINSON


La identificación del nuevo gen, publicada en la revisa Elife, desempeña un importante papel de mediación en otros genes previamente reconocidos (PARKIN y PINK1). Concretamente, el nuevo gen es MUL1 y fue descubierto gracias a un estudio con moscas de la fruta y ratones. El equipo de investigadores halló que el suministro de una cantidad extra del gen MUL1 ayuda a mejorar el daño mitocondrial, debido a estos genes mutados, y por tanto, la inhibición de este nuevo gen exacerba el daño.

“Demostramos que la dosis MUL1 es clave y optimizar su función es crucial para la salud del cerebro y para prevenir la enfermedad de Parkinson. Nuestro trabajo demuestra que la salud mitocondrial es de vital importancia para evitar que suframos de neurodegeneración. Además, la búsqueda de un medicamento que pueda mejorar la función de MUL1 sería de gran beneficio para los pacientes con la enfermedad de Parkinson”, afirma Ming Guo, líder de estudio.

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Este nuevo descubrimiento podría conducir a grandes avances en el tratamiento de la enfermedad, así como su prevención, y abre la esperanza a una potencial cura para este trastorno.

Endosimbiosis bacteriana y políticos a los que les toca la lotería varias veces

Las mitocondrias son orgánulos que proceden de un proceso de endosimbiosis. Sí, sí, ese proceso por el que un organismo introduce dentro de sí a otro y, en vez de digerirlo se lo queda y se aprovecha de él y lo mantiene. O quizás fue al revés, que el que se introducía buscaba matar al hospedador, pero de alguna manera este aguantó con él dentro y terminaron colaborando.

El caso es que fue hubo una simbiosis. La cual fue única, sucedió una única vez. ¿Cómo sabemos eso? Porque las mitocondrias de diversos organismos tienen diferentes genomas. Es decir, hay mitocondrias que han perdido genes por el camino de la historia. Probablemente porque a la célula no le hacía falta que los tuvieran, quizá por habérselos pasado al genoma de la célula. El resultado es que todas las mitocondrias tienen ADN propio, pero ese ADN no es exactamente igual en todas las mitocondrias de todos los eucariotas.

Reclinomonas
Reclinomonas tomado de EOL

Hay algunos genes mitocondriales que están presentes en todas ellas, estén en el eucariota que estén. Sin embargo, eso no garantiza que la endosimbiosis fuera un proceso único, no. Eso garantiza que en todas ellas hubo un evento de endosimbiosis común. Pero los demás genes, pudieron llegar por otros eventos. Y la mitocondria ser el resultado de varias endosimbiosis.

Pero no.

Pero hay un protozoo, llamado Reclinomonas americana, que tiene todos los genes. Todos. Todos los genes que tienen todas las demás mitocondrias. Cualquier gen que haya en una mitocondria cualquiera en un eucariota cualquiera, ese gen lo tienen las de Reclinomonas americana. Y sí que sería muy, muy, muy, muy improbable que haya habido varios episodios de endosimbiosis y que todos le hayan pasado a Reclinomonas. Eso es como cuando hay políticos que dicen que le tocan premios importantes de la lotería varias veces (y encima ponen cara de ofensa porque no nos lo creamos…).

La estadística sirve para mentir. Pero la estadística no miente…

Rickettsia
Rickettsia tomada de MicrobeLibrary

Además, comparando los genes de las mitocondrias con los de las bacterias, hemos encontrado una candidata a ser pariente de ellas: Rickettsia prowazekii. Las mitocondrias y Rickettsia debieron tener antepasados comunes.

Ya sabes a quién le debes tu energía…

La próxima vez que oigas un nombre raro, no huyas de él. Al revés. Trata de averiguar si es algo importante en tu vida. Que una palabra extraña, o que no conoces, no te aparte ni del saber, ni de lo que podrías hacer con ese saber.

¿Que qué es quimiósmosis? Quimiósmosis eres tú…

Fotosíntesis y respiración hacen lo contrario desde el punto de vista metabólico. La una introduce energía en moléculas inorgánicas (oxidadas) para convertirlas en orgánicas reducidas. La otra hace exactamente lo opuesto.

Pero…

Pero ambas usan la misma herramienta. La quimiósmosis. Es decir, bombear moléculas (protones) a un compartimento desde otro compartimento. Ambos separados entre sí. Y luego aprovechar que las diferencias de carga y concentración hacen que esos protones quieran volver al compartimento del que salieron. Para ponerles una puerta de entrada (ATPasa) que convierte ese paso en energía mecánica (la ATPasa gira sobre sí misma al pasar los H+ a su través). Y la energía mecánica en energía química (la rotación de la ATPasa provoca que el ADP se una a un Pi para formar ATP).

En otras palabras. Un potencial de membrana se convierte en energía química.

Ya está. Ese es el secreto de la vida. Ni más ni menos.

Otra cosa es cómo convencemos a los protones para que pasen del compartimento inicial al quimiosmótico. Cómo lograr acumular esa fuerza protonmotriz que es la suma de las energías producidas por las diferencias de concentración y de carga entre ambos compartimentos. Eso se obtiene mediante intermediarios energéticos. Moléculas que portan electrones que han recibido de otras moléculas anteriormente, y que pueden pasar a otras moléculas posteriormente. Una cadena de transporte electrónico, vaya. Hecha de moléculas que pueden existir en dos formas, la oxidada y la reducida. Y por eso pueden tanto aceptar electrones como cederlos. Más adelante te hablaré de ella con detalle…

Falta ponerle nombre a los espacios quimiosmóticos. En la mitocondria es el espacio intermembranal. En el cloroplasto es el tilacoide. Ambos son compartimentos sellados. Tienen que serlo. De ellos no pueden escapar los protones bombeados salvo por la ATPasa. En esos lugares reside la capacidad de la vida de mantenerse en desequilibrio. O sea, de ser vida.

Espacio intermembranal
Tomado de Wikipedia
Tilacoide
Tomado de Milagros Medina

¿Que si es importante el espacio intermembranal de la mitocondria? Pues un humano típico tiene como unos 14.000 m2… Busca tú a qué equivale eso…

Y en esos lugares reside, también, la muerte y el envejecimiento. Porque cuando los compartimentos dejan de estar sellados, y los protones escapan de ellos sin hacer su función, pasar por la ATPasa, no solo creo menos energía. También produzco H2O2, un potente oxidante. Que me mata. Poco a poco. Vivir y envejecer residen en el mismo lugar. En los mismos 14.000 m2.

Envejecimiento mitocondrial
Tomado de Ciencia y Salud

Simbiosis vital y mortal

Mitocondria
Fuente: Profesor en Línea

Hay un orgánulo interesantísimo en nuestras células: la mitocondria. Y es muy interesante porque no es nuestro, realmente. ¡Es un orgánulo conquistado!

Los antepasados de nuestras células no tenían mitocondrias. De hecho, los antepasados de las mitocondrias vivían por su cuenta, fuera de las células, yendo de un sitio a otro libremente. Nuestros antepasados y sus antepasados eran, probablemente, enemigos. Quizá los células antiguas comían mitocondrias antiguas. Y, quizá, un día, uno de ellos, después de ser comido, aguantó dentro sin morirse. Ese día surgió la célula eucariota moderna, que sí tiene mitocondrias.

A eso se le llama simbiosis. Que quiere decir vivir juntos. Endosimbiosis, en realidad, porque es vivir juntos pero uno dentro de otro.

¿Por qué se unieron? Porque la célula le daba algo bueno a la mitocondria: refugio y nutrientes. La célula se ocupaba de buscar comida y guardaba dentro de sí a la mitocondria, protegida del exterior. Y la mitocondria, ¿para qué le servía a la célula? Porque sabe usar el oxígeno.

¿Cómo? ¿Que la célula sin mitocondria no sabía usar el oxígeno? Pues no, probablemente no.

El oxígeno es un problema muy gordo para la vida. Es una molécula muy reactiva. Eso quiere decir que se une a casi todo. Y, para unirse, primero tiene que romper. Por tanto, el oxígeno rompe casi todo. ¿Te imaginas una célula bañada en oxígeno puro? Sus moléculas se romperían en muuuuy poco tiempo.

Decididamente el oxígeno es un veneno peligrosísimo.

Pero las mitocondrias aprendieron, no solo a vivir con él, sino a utilizarlo. ¿Para qué? Para romper moléculas, claro. Y extraerles toda la energía posible. ¿Es que sin oxígeno no se pueden romper moléculas? Sí, pero poco. Eso significa que es difícil sacarles toda la energía que guardan en sus enlaces químicos. Con oxígeno tenemos más energía. Mucha más. De alguna manera, las mitocondrias aprendieron a domesticar el oxígeno y así convirtieron un veneno en un nutriente.

Romper sin oxígeno se llama fermentación. Romper con oxígeno se llama respiración celular. Y la fermentación da 18 veces menos energía que la respiración. Es 18 veces menos rentable.

¿Te imaginas la primera célula que tuvo mitocondrias, qué subidón de energía? De pronto, de la misma molécula que antes sacaba 1 unidad de energía, ¡ahora sacaba 18! Es como si te tomases un bocadillo y te diera la energía de 18 bocadillos de golpe. Es como comer una barrita energética, pero a lo bestia. Para que te hagas una idea. Si un coche hace 20 kilómetros con 1 litro de combustible, es como si ahora hiciera ¡360! ¿Te imaginas?

Pues sí, la célula con mitocondria prosperó. Prosperó tanto que dio lugar a todos los protoctistas, todos los vegetales, todos los hongos y todos los animales que ves hoy en el planeta. Le ha ido muy bien a la célula con mitocondrias.

¿O no tan bien?

Daño mitocondrial
Fuente: Purdue University

Hay un lado oscuro en todo esto, sí… ¡El agua oxigenada!

Las mitocondrias rompen moléculas con el oxígeno, pero eso no es gratis. Deja un residuo, deja basura, deja un desecho, que es agua oxigenada. Que, seguro que lo has visto alguna vez, se come la materia orgánica. Y es un veneno, también. No tanto como el oxígeno puro, pero hace daño, sí…

¡Y es que la vida es tóxica!

Además, las mitocondrias, con el paso del tiempo, cada vez funcionan peor. El agua oxigenada que producen, como desecho, las va gastando. No van igual de bien las mitocondrias de un niño recién nacido que las mitocondrias de una persona de 60 años. Con el tiempo, las mitocondrias se van rompiendo y van funcionando peor. Y eso significa que producen más agua oxigenada de la cuenta y que se les escapa el oxígeno. Es decir, que envenenan a la célula desde dentro. Sí, con el tiempo las mitocondrias son las responsables de que las células mueran. ¿Qué es el envejecimiento? Cuando en nuestro cuerpo empiezan a morir más células de las que nacen. Y eso pasa por culpa de las mitocondrias. Al menos en parte…

Las mitocondrias les han dado mucha energía a las células y les han permitido vivir muy bien, pero también les han puesto fecha de caducidad.

¿Hay alguna esperanza?

Pues sí… Nuestro cuerpo sabe fabricar mitocondrias nuevecitas, a estrenar. Pero no para nosotros, no, no para nuestro cuerpo. Esas mitocondrias nuevecitas están en los óvulos. Son para nuestros decendientes. ¡Ay! Si aprendiéramos a obtener mitocondrias nuevas podríamos, quizá, un día, aprender a sustituir nuestras mitocondrias viejas. Incluso ya adultos…

¿Dónde están las personas que lograrán eso? Yo lo sé… ¡Estudiando! Al final, la muerte debería ser una meta a batir… ¿O no? Quizá sea tarde para mí, quizá también para ti. ¿Pero y para tus hijos cuando los tengas? ¿Por qué no?


Envejecimiento. Aubrey de Grey (2)
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