Ei ne dețin?

Conform noii paradigme, mitocondriile nu sunt sclavi bacterieni care furnizează doar energie corpului nostru, ci micromanagerii care ne influențează fundamental sănătatea, boala și chiar adaptarea evoluționară, producând biomolecule și influențând expresia ADN-ului nuclear.

Celula eucariotă a intrat în simbioză cu unele bacterii care și-au pierdut sau au transferat majoritatea genelor în nucleu, iar singura lor sarcină, deși foarte importantă, este de a furniza energie, producerea de ATP - o idee care este valabilă în lumina cercetări din ultimii 1-2 ani. S-a dovedit că nu sunt furnizori de energie pasivă, ci ele influențează în mod activ și alte funcții de bază ale vieții, de exemplu. crearea memoriei sau protejarea împotriva stresului, afectarea ADN-ului nucleului, evoluția de-a lungul vieții noastre, ajutându-ne să ne adaptăm la un mediu în schimbare, scrie Garry Hamilton în New Scientist, apoi adaugă: știind toate acestea nu este surprinzător dacă simțim că nu suntem noi îi deținem, dar ei suntem noi.

Dinamo dinamice

Aproximativ. Numărul mitocondriilor cu diametrul de 1 micrometru în celulele eucariote variază considerabil, de la una la câteva mii, în funcție de tipul de organism, de organul său și de starea sa fiziologică.

Nu este surprinzător că le-am subestimat autonomia, deoarece genomul mitocondrial este mic: la om are 16.569 de perechi de baze în lungime (nucleul are o lungime de 3 miliarde de baze în nucleu). Când a fost secvențiat în 1981, s-a constatat că ADN-ul mitocondrial este foarte asamblat economic, cu aproape nici o regiune necodificatoare. Au fost găsite 37 de gene în acesta, dintre care 13 codifică proteinele implicate în producția de ATP; sinteza ATP necesită alte proteine în plus față de aceste 13, restul fiind codificat de nucleu.

Până acum, credeam că sclavii captivi care satisfac în mod pasiv nevoile energetice ale gazdei, a declarat pentru New Scientist Changhan Lee, profesor de gerontologie la Universitatea din California de Sud, adăugând că, până acum, s-a dovedit că sunt departe de a fi pasivi, de exemplu. își schimbă mărimea; se deplasează în interiorul celulei, sunt conectate în rețea în anumite condiții și își schimbă conținutul, înainte de a repune în formă forma unui băț; multiplica, dacă cererea de energie este mai mare; dacă sunt răniți, își inițiază propria distrugere. S-a descoperit în neuronii șoarecilor că mitocondriile din celulă pot migra către sinapse, ceea ce stimulează transmiterea impulsurilor. La maimuțele uitate a pentru memoria de lucru neuronii responsabili au mai puține mitocondrii în jurul sinapselor.

Surse ale tineretului?

Încă de la mijlocul anilor 1990, s-a descoperit - primul semn că mitocondriile nu erau doar mașini producătoare de energie - că proteinele utilizate în sinteza ATP au jucat un rol fundamental în îmbătrânire.

Eliberat în timpul sintezei ATP radicalii liberipână de curând, se credea că sunt dăunătoare: provoacă uzura celulelor. Acum știm că acest lucru este doar parțial adevărat: ajutor de ex. celulele stem se specializează sau stimulează sistemul imunitar pentru a lupta împotriva virușilor și chiar rolul de prelungire a vieții a lipsei de calorii este creat prin îmbunătățirea activității mitocondriale și formarea mai multor radicali liberi. Este, de asemenea, mecanismul de acțiune al exercițiului: creșterea cererii de energie crește activitatea mitocondrială, deci este de înțeles de ce consumul prea multor radicali liberi este antioxidant.

În mai, Știința a raportat cercetătorilor Universității Harvard Amy Wagers și colegilor săi (Restoring Systemic GDF11 Levels Reverse Disfunction Related Age-Related in Mouse Skeletal Muscle) că regenerarea mitocondrială GDF11 (factor de diferențiere a creșterii) tratament mușchii scheletici ai vechilor animale experimentale întineresc, își recapătă forța și rezistența (s-a demonstrat anterior că GDF11 are un efect de întinerire asupra mușchiului inimii, sau s-a dovedit și că de asemenea, la celulele creierului). Adică, s-a dovedit că tehnica secolului al XIX-lea: întinerirea persoanelor în vârstă prin transfuzia de sânge de la tineri funcționează cu adevărat, iar mecanismul său de acțiune este efectul GDF11 asupra mitocondriilor din sângele tinerilor.

Și Mark Tarnopolsky și colegii de la Universitatea McMaster din Canada au arătat că șoarecii care îmbătrânesc mai repede decât de obicei din cauza multor mutații ale mitocondriilor lor, își pot întineri mitocondriile cu 45 de minute de antrenament fizic de trei ori pe săptămână, și poate evita îmbătrânirea prematură (PNAS, exercițiul de anduranță salvează îmbătrânirea progeroidă și induce întinerirea mitocondrială sistemică la șoarecii mutanți ai ADNmt).

Protecția împotriva bolilor

Alți cercetători au descoperit că sunt utilizate mitocondriile produse în timpul transportului hemoglobinei proteinele hemului care are și un rol în reglarea diviziunii celulare. Mai mult, s-a demonstrat că mitocondriile sunt implicate într-o mare varietate de funcții distribuția intracelulară a calciului este, de asemenea, controlată, în gonade implicat în sinteza steroizilor, în ficat în detoxifierea amoniacului. Dar poate cea mai interesantă dintre toate este funcția mitocondrială recent descoperită a unei biomolecule speciale, producerea de humanin, scrie în New Scientist Garry Hamilton. Peptida descoperită acum un deceniu protejează împotriva bolii Alzheimer: previne beta-amiloidul să distrugă neuronii, în plus crește sensibilitatea la insulină, reduce plăcile aterosclerotice (Pinchas Cohen și colab., Universitatea din California de Sud, Humanin: un vestitor al peptidelor derivate mitocondriale?, Tendințe în endocronologie și metabolizare).

Micro manageri

Și cercetătorii de la Universitatea din Nevada, Wei Yan și colegii săi, au descoperit că mii de ADN-uri mitocondriale produc molecule de ARN necodificatoare care, atunci când intră în nucleu, afectează expresia ADN-ului nuclear (Cercetare celulară, genomul mitocondrial codifică ARN-uri mici necodificate abundente).

Nu există un mecanism de reparare a ADN-ului la fel de eficient în mitocondrii ca în nucleu - totuși, acest lucru este acum recunoscut ca un avantaj și se crede (de exemplu, William Ballard, profesor de genetică la Universitatea din New South Wales din Australia) că variabilitatea ridicată a ADN-ului mitocondrial este un instrument important pentru adaptarea evolutivă: permite o adaptare mult mai rapidă decât ADN-ul nuclear conservat, nu numai de-a lungul generațiilor, ci chiar și în viața unui individ (Scott Williams și colab., Universitatea Vanderbilt: mutațiile ADN mtD-specific recurente sunt frecvente la oameni, genetica PloS.

Toate acestea demonstrează că rolul mitocondriilor este mai mare decât ordinele de mărime decât producția de energie, subliniază Pinchas Cohen, adăugând: s-a născut o nouă paradigmă.