Μιτοχονδριακό DNA

Μιτοχονδριακό DNA

Ή όταν ένα αρχέγονο deal των προγόνων μας με τα βακτήρια σφράγισε την εξελικτική μας πορεία και μας βοηθάει σήμερα να εντοπίσουμε τις απαρχές του είδους μας.

Σχεδόν όλοι σας -ή τουλάχιστον όσοι δεν χαζεύατε στην βιολογία του λυκείου!- πρέπει να έχετε ακούσει κάτι για τα μιτοχόνδρια. Αποτελούν ένα ημιαυτόνομο κομμάτι της κυτταρικής μας δομής, -μάλιστα βρίσκονται σε κάθε ξεχωριστό κύτταρο του σώματός μας- και το βασικό τους καθήκον είναι να παράγουν την απαραίτητη ενέργεια που χρειάζεται το κάθε κύτταρο ξεχωριστά και όλος ο οργανισμός στο σύνολο του για να πραγματοποιήσει τις απαραίτητες εσωτερικές και εξωτερικές του λειτουργίες. Με άλλα λόγια πρόκειται για μικροσκοπικά βιοχημικά εργαστήρια παραγωγής ενέργειας χωρίς τα οποία απλά δεν θα υπήρχαμε ως αυτοτελείς οργανισμοί.

Η εξελικτική ιστορία των μιτοχονδρίων, το πώς δηλαδή προέκυψαν στην κυτταρική δομή όλων των έμβιων όντων αλλά και το πώς συνδέονται με την σημερινή προσπάθεια των επιστημόνων να εντοπίσουν τις γενετικές απαρχές του ανθρώπινου είδους μέσω του μιτοχονδριακού DNA είναι μια ενδιαφέρουσα ιστορία που ξεκινάει πριν από πολλά πολλά χρόνια στους αρχέγονους ωκεανούς του πλανήτη μας. Πάμε λοιπόν…

Πριν λοιπόν από πολλά εκατομμύρια χρόνια  –ίσως και δισεκατομμύρια, πάντως πολύ πριν ακόμη η ζωή μεταφερθεί στην στεριά-  στους αρχέγονους ωκεανούς κολυμπούσαν αμέριμνοι οι μακρινοί μας πρόγονοι. Ήταν ακόμη στο μέγεθος περίπου των σημερινών αμοιβάδων είχαν αποκτήσει όμως κύτταρα με ξεχωριστό πυρήνα είχαν γίνει δηλαδή όπως λέμε σήμερα ευκαριωτικοί οργανισμοί.

Μαζί με τους προγόνους μας κολυμπούσαν αμέριμνα και εκατομμύρια βακτήρια, από τις πιο αρχέγονες μορφές ζωής στον πλανήτη μας. Έχοντας ήδη μπει σε ξεχωριστή εξελικτική πορεία από τους προγόνους μας και με το δικό τους ξεχωριστό DNA, τα βακτήρια αυτά δεν «έκριναν» εξελικτικά σκόπιμο να αναπτύξουν ξεχωριστό πυρήνα και παρέμειναν στο επίπεδο των προκαρυωτικών οργανισμών, κάτι που ισχύει μέχρι και σήμερα.

Σε αντίθεση λοιπόν με τα βακτήρια -που παραμένουν μέχρι και σήμερα σε μικροσκοπικό επίπεδο-, η εξελικτική διαδικασία ωθούσε τους δικούς μας προγόνους να μεγαλώνουν συνεχώς σε μέγεθος, να γίνονται όλο και πιο πολύπλοκοι, να εκτελούν όλο και πιο σύνθετες λειτουργίες και το γενετικό τους υλικό να γίνεται όλο και πιο σύνθετο. Έτσι κάπως καταλήξαμε στα σημερινά είδη και στον άνθρωπο.

Καλά όλα αυτά υπήρχε όμως ένα πρόβλημα. Η αύξηση του μεγέθους και των λειτουργιών απαιτούσε όλο και μεγαλύτερα ποσά ενέργειας τα οποία έπρεπε να παράγουν, να αποθηκεύουν και να καταναλώνουν οι μακρινοί μας πρόγονοι. Και απ’ ό,τι φαίνεται, κάποια στιγμή στην εξελικτική διαδικασία, φτάσανε στο σημείο που δεν μπορούσαν να παράγουν όση ενέργεια έπρεπε να καταναλώνουν για να παραμείνουν ζωντανοί. Τα πράγματα είχαν φτάσει σε αδιέξοδο και έπρεπε να βρεθεί μια λύση για να συνεχιστεί η εξελικτική διαδικασία.

Όπως ακριβώς λοιπόν η ΔΕΗ όταν έχει έλλειμμα ενέργειας αγοράζει ρεύμα από το εξωτερικό, έτσι και οι μακρινοί μας πρόγονοι «αποφάσισαν» να «αγοράσουν» ενέργεια από το εξωτερικό τους περιβάλλον. Και γρήγορα βρήκαν την καλύτερη λύση. Τα βακτήρια που κυκλοφορούσαν δίπλα τους είχαν ήδη αναπτύξει ένα αποτελεσματικό σύστημα παραγωγής ενέργειας και λόγω του μικρού τους μεγέθους φαίνεται ότι διέθεταν και αρκετό πλεόνασμα. Η πρώτη  -ή αν όχι η πρώτη πάντως σίγουρα από τις πρώτες- συνεργασία μεταξύ δύο διαφορετικών ειδών, το πρώτο «επιχειρηματικό deal» όλων των εποχών ήταν έτοιμο να κλείσει!

Και βέβαια το deal έκλεισε και οι υπογραφές πέσανε! Οι όροι του «συμβολαίου» είχαν ως ακολούθως:. Κάποια από τα ελεύθερα βακτήρια θα ενσωματώνονταν στην κυτταρική δομή των ευκαριωτικών οργανισμών με την υποχρέωση να τους αποδίδουν το πλεόνασμα της ενέργειας που παρήγαγαν. Ως αντάλλαγμα της απώλειας της ανεξαρτησίας τους θα έπαιρναν την προστασία από εξωτερικούς κινδύνους που προσφέρει η ενσωμάτωση σε έναν μεγαλύτερο οργανισμό και κατά πάσα πιθανότητα μεγαλύτερη ευκολία στην εξεύρεση τροφής. Ήταν σε επιχειρηματικούς όρους μια win-win situation- όχι όμως στο μέγιστο βαθμό και για τα δύο μέρη- και ίσως η πρώτη από τις χιλιάδες άλλες που ακολούθησαν στην μετέπειτα εξελικτική πορεία (κάποιοι επιμελείς μου αναγνώστες ίσως να θυμούνται την αντίστοιχη ιστορία με τους καρχαρίες και τα ψαράκια που τους καθαρίζουν τα δόντια). Είναι  η στρατηγική της μεγιστοποίησης του συνολικού και όχι του ατομικού κέρδος, μια στρατηγική που ακολούθησαν μετέπειτα και άλλοι μικροοργανισμοί όπως μικρόβια, βακτήρια, ένζυμα που ενσωματώθηκαν σταδιακά σε μεγαλύτερους οργανισμούς και σήμερα κατοικοεδρεύουν κατά δισεκατομμύρια κυρίως στο πεπτικό μας σύστημα, απολαμβάνοντας τροφή, ζεστασιά και προστασία και επιτελώντας ως αντάλλαγμα σημαντικές λειτουργίες στην διαδικασία πέψης των τροφών που καταναλώνουμε.  

Το deal αυτό υπογράφτηκε πριν από εκατομμύρια χρόνια και η συμφωνία κρατάει ακόμη και σήμερα. Τα μιτοχόνδρια -απόγονοι των αρχέγονων βακτηρίων, κάτι που αποδεικνύεται κυρίως από την στενή γενετική τους σχέση με τα σημερινά βακτήρια- υπάρχουν σε όλα τα επιγονικά είδη αυτών των αρχέγονων προγόνων μας, δηλαδή σε όλα σχεδόν τα είδη που υπάρχουν αυτή την στιγμή στον πλανήτη και επιτελούν με ζήλο το αρχέγονο καθήκον τους. Την παραγωγή της απαραίτητης βιοχημικής ενέργειας που μας κρατάει στην ζωή.

Κάποια στιγμή όμως στην εξελικτική διαδικασία τα μιτοχόνδρια ζήτησαν και πήραν έναν επιπλέον ευνοϊκό όρο στο αρχικό συμβόλαιο. Ήταν η στιγμή που οι πρόγονοι μας «έκριναν» σκόπιμο να αλλάξουν από την άφυλη στην έμφυλη αναπαραγωγική διαδικασία (για τα πλεονεκτήματα της έμφυλης αναπαραγωγικής διαδικασίας έχω αναφερθεί σε προγενέστερα κείμενα μου). Το τι ακριβώς έγινε τότε και πως αυτό συνδέεται με την διαδικασία γενετικού εντοπισμού των απαρχών του είδους μας, στο επόμενο μέρος…

                                                                                                (συνεχίζεται)