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Scoperti nel 1890 da Altmann, i mitocondri sono gli organuli citoplasmatici più complessi. Presenti in tutte le cellule aerobie animali e vegetali hanno la capacità di autoriprodursi e sono in larga misura autonomi rispetto alla cellula.

I Mitocondri sono visibili già al microscopio ottico come bastoncelli o granuli allungati, con un diametro abbastanza costante. In sezioni sottili esaminate al microscopio elettronico i Mitocondri mostrano una organizzazione ultrastrutturale molto particolare. Appaiono infatti delimitati da due membrane, una esterna e l'altra interna; quest’ultima si introflette formando pieghe più o meno complesse. Esse sono separate da uno spazio di ca. 10 nm. Si vengono così a delimitare due compartimenti o camere: quello esterno, che è lo spazio compreso tra le due membrane, e quello interno, delimitato dalla membrana interna e contenente la cosiddetta matrice mitocondriale. Il compartimento esterno appare in genere vuoto, cioè non opaco agli elettroni; la matrice ha invece un aspetto granulare, ed in essa sono contenuti granuli, ribosomi ed un filamento circolare costituito da DNA. Le funzioni dei Mitocondri riguardano principalmente la produzione di molecole ad alto contenuto energetico (ad es. l’adenosinatrifosfato - ATP) attraverso il processo di respirazione cellulare.

Quando i mitocondri furono scoperti nel 1890 da Altmann, le tecnologie del tempo non permettevano di osservarli nel dettaglio, quindi vennero accettati dai biologi come organuli da sempre presenti all’interno della cellula. Con l’avvento delle moderne tecnologie riguardanti i microscopi a scansione e a trasmissione i Mitocondri cominciarono ad essere studiati e osservati molto più da vicino, e soprattutto internamente. Questa importante svolta nel campo dell’osservazione dei microrganuli cellulari comportò la scoperta della matrice mitocondriale, della divisione in compartimenti e soprattutto della presenza di fenomeni di ereditarietà (dovuti alla presenza di DNA - acido deossiribonucleico) indipendenti da quelli della cellula. Tale scoperta ha fatto supporre che essi in tempi antichissimi, fossero procarioti liberi, riparatisi all’interno di cellule eterotrofe più grandi ed entrati successivamente in simbiosi con tali cellule fino a perdere la capacità di vita autonoma. I Mitocondri in particolare si possono ricondurre ad organismi aerobi analoghi ai batteri detti Endosimbionti Infettivi. Un Endosimbionte è un microrganismo che vive all’interno di una cellula ospite stabilendo con essa una particolare forma di simbiosi, che risulta più o meno reciprocamente vantaggiosa, ma comunque mai nociva né per l’endosimbionte né per l’ospite.

L’endosimbionte può essere un virus, un batterio o un alga unicellulare, e l’ospite può essere un organismo unicellulare o una cellula che fa parte di un organismo più complesso.

Gli Endosimbionti infettivi sono organismi (virus o batteri) penetrati nell’ospite per infezione, e che successivamente hanno sviluppato un rapporto di totale dipendenza al punto di essere diventati elementi stabili e necessari alla vita della cellula eucariotica

Tra le prove che confermano l’Endosimbiosi di Mitocondri ci sono, inoltre:

Il fatto che i Mitocondri si formano solamente per divisione autonoma da organuli uguali.

Il fatto che, come i procarioti, essi contengono solo DNA anulare.

Il fatto che la loro membrana esterna è di tipo eucariotico, mentre quella interna di tipo procariotico, come si può verificare nella ampia bibliografia citata.

A favore della teoria endosimbiontica vi è anche il fatto che l’evoluzione delle cellule eucariotiche ha comportato un notevole salto evolutivo con il passaggio da cellule procariotiche semplici a cellule ben suddivise in parti funzionali, il tutto senza passare per alcuna forma intermedia.

Il dilemma su questa mancanza di forme è stato spiegato con la teoria dell'endosimbiosi: sulla base delle forti somiglianze tra i batteri da una parte e i mitocondri e i cloroplasti delle cellule eucariotiche dall'altra, si è arrivati alla conclusione che questi dovevano essere organismi autonomi unitisi in seguito a processi di fagocitosi ed endosimbiosi alla cellula madre. Infatti, tutti gli eucarioti autotrofi contengono cloroplasti, e tutti gli eucarioti contengono mitocondri: entrambi gli organelli sembra siano stati acquisiti attraverso eventi simbiotici differenti.

Bibliografia

• S. Garzanti, Enciclopedia Multimediale “Nova Green”, Utet, Torino, 2001
• G. Zuccoli Bellantoni, Enciclopedia Bompiani,. Publishing Group Fabbri-Bompiani-Sonzogno, Milano, 1991
• www.vialattea.net
• E. Strasburger, Trattato di Botanica, Antonio Delfino Editore, Roma, 1982

Iconografia

• S. Garzanti, Enciclopedia Multimediale “Nova Green”, Utet, Torino, 2001
• www.vialattea.net
• http://dekalb.dc.peachnet.edu/~pgore/students/w96/joshbond/symb.htm

Written by: Agatino Bara, Giuseppe Gentile,Gabriele Roro, Marco Seminara