Uma discussão enérgica: A origem das mitocôndrias

Como digo, esse tema dá samba, mas não do modo que negacionistas acreditam que dá. Assim, resolvi apresentar um quadro de ambos os lados da discussão, até para efeitos didáticos.

Embora a Teoria da Endossimbiose seja amplamente aceita pela comunidade científica, existem argumentos históricos, bioquímicos e estruturais que foram utilizados por contestadores para sugerir que as mitocôndrias poderiam ter surgido de forma endógena (dentro da própria célula).[Zachar] 

A teoria concorrente clássica é a Hipótese Autógena (ou de diferenciação celular), que propõe que as organelas membranosas surgiram a partir do invaginamento e da especialização da própria membrana plasmática da célula ancestral.
 

 

As principais evidências e questionamentos apontados por quem contesta ou debatia a origem endossimbiótica das mitocôndrias incluem: 

1. Dependência Genética Absoluta do Núcleo

Embora as mitocôndrias possuam DNA próprio, o genoma mitocondrial humano codifica apenas 13 proteínas. As outras mais de 1.000 proteínas necessárias para a estrutura e o funcionamento da mitocôndria são codificadas pelo DNA nuclear da célula hospedeira, sintetizadas no citoplasma e depois importadas pela organela. Cientistas céticos argumentavam que um organismo outrora independente não dependeria tanto de genes externos para funções vitais básicas. 

2. Presença de Íntrons e Similaridades com Eucariotos

O DNA de bactérias (procariontes) quase não possui íntrons (regiões de DNA que não codificam proteínas). No entanto, os genes encontrados em mitocôndrias de alguns fungos e plantas contêm íntrons. Além disso, muitas enzimas e mecanismos de replicação mitocondrial compartilham mais semelhanças com mecanismos tipicamente eucarióticos do que bacterianos. 

3. Diferenças Estruturais no DNA

A Teoria Endossimbiótica apoia-se fortemente no fato de o DNA mitocondrial ser circular, como o das bactérias. Porém, descobriu-se que o genoma mitocondrial de diversos organismos (como alguns fungos, algas e protozoários) é linear. Além disso, o processo de replicação do DNA mitocondrial e os códigos de trincas de bases em alguns organismos diferem significativamente dos padrões bacterianos. 

4. Incapacidade de Sobrevivência Autônoma

Diferente de simbioses modernas onde os parceiros ainda podem ser cultivados isoladamente, as mitocôndrias não sobrevivem fora da célula hospedeira sob nenhuma condição ambiental ou nutricional fornecida em laboratório. Para os defensores da hipótese autógena, isso indica que elas são componentes permanentes e inseparáveis da maquinaria celular desde a sua origem. 

5. O Paradoxo do Englobamento Procarionte

Muitos modelos sugerem que um procarionte ancestral englobou a bactéria que viria a ser a mitocôndria. Contudo, procariontes modernos não realizam fagocitose porque não possuem o citoesqueleto complexo e flexível necessário para envolver outra célula. Críticos apontam que, sem a maquinaria de englobamento já desenvolvida no hospedeiro, a endossimbiose inicial seria mecanicamente improvável. 

Embora procariontes clássicos realmente careçam de um citoesqueleto flexível para a fagocitose tradicional, a biologia celular moderna propõe que o hospedeiro ancestral era uma arqueia (possivelmente do grupo Asgard). Nesse cenário, o "englobamento" inicial pode ter ocorrido por meio de projeções membranosas ou protuberâncias que abraçaram a bactéria antes do surgimento da fagocitose sofisticada. 

Resumo da visão científica atual: Apesar desses contra-argumentos terem motivado debates intensos no passado, as análises filogenéticas modernas de sequenciamento genético comprovaram que os genes das mitocôndrias são diretamente aparentados com o grupo das alfaproteobactérias. Por isso, a comunidade científica internacional considera a endossimbiose um fato consolidado, explicando a dependência atual como o resultado de bilhões de anos de evolução e transferência de genes da organela para o núcleo da célula.[Mpakosi]

Referências

Mpakosi A, Kaliouli-Antonopoulou C, Cholevas V, Cholevas S, Tzouvelekis I, Mironidou-Tzouveleki M, Tsantes EA, Tsakri D, Vlachaki M, Baliou S, Ioannou P, Sokou R, Bonovas S, Tsantes AG. From Ancient Philosophy to Endosymbiotic Theory: The Bacterial Origin and Key Role of Mitochondria in Immune Responses. Microorganisms. 2025 Sep 15;13(9):2149. doi: 10.3390/microorganisms13092149. PMID: 41011480; PMCID: PMC12472402.  https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12472402/ 

Zachar I, Szathmáry E. Breath-giving cooperation: critical review of origin of mitochondria hypotheses : Major unanswered questions point to the importance of early ecology. Biol Direct. 2017 Aug 14;12(1):19. doi: 10.1186/s13062-017-0190-5. PMID: 28806979; PMCID: PMC5557255. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5557255/