Eencellige flagellaat bezit energiecentrale oermitochondrion

De meeste cellen beschikken over gespecialiseerde 'energiecentrales', de mitochondriën. Ze maken het energierijke molecuul adenosinetrifosfaat (ATP) aan. Elders in de cel draagt ATP een deel van zijn energie over op andere moleculen waardoor uiteindelijk essentiële moleculen zoals eiwitten en suikers worden gevormd.

De allereerste cel die zich ongeveer 3,5 miljard jaar geleden vormde, bezat nog geen mitochondriën. Deze celcomponenten zijn pas veel later ontstaan. Ze zijn naar alle waarschijnlijkheid het product van symbiose: twee zelfstandig functionerende bacteriën versmolten met elkaar, de ene specialiseerde zich tot mitochondrion, de ander vervulde de rest van de vereiste taken. Dit allereerste mitochondrion bevatte naar schatting 500 genen. Maar vanwege de taakvernauwing verloor de omgevormde bacterie in de loop van de miljoenen jaren het mnerendeel van die genen. De mitochondriën in de lichaamscellen van de mens bevatten nog maar 13 genen, die van gist 8 en die van de malariaparasiet Plasmodium maar 3. Het is daarom moeilijk na te gaan hoe het DNA van de oermitochondrion er heeft uitgezien.

Canadese biochemici hebben een eencellig zoetwaterorganisme (Reclinomonas americana) opgespoord waarvan het mitochondrion 97 genen bevat (Nature, 29 mei). In een commentaar noemt een Amerikaanse biochemicus de vondst “een lang verwacht kind”. Via deze vondst verwachten de onderzoekers een beter zicht te krijgen op het erfelijk materiaal van de oermitochondrion.

Van 62 van die 97 genen is het coderende eiwit en diens functie in het mitochondrion bekend. Hiervan zijn 44 genen eerder aangetroffen in mitochondriaal DNA (mtDNA). De resterende 18 zijn nooit eerder waargenomen in mitochondriën. De biochemische functie van de coderende eiwitten is nieuw voor de onderzoekers van de 'energiecentrales'. Ze hebben onder andere te maken met het aflezen van de mitochondriale genen en het sorteren van aangemaakte eiwitten voordat ze naar andere delen van de cel worden getransporteerd. Deze functies zijn eerder aangetroffen in primitieve bacteriën. Ook de opbouw van R. americana lijkt veel op die van primitieve bacteriën. Vandaar dat de Canadezen concluderen dat het mitochondrion van het eencellige zoetwaterorganisme veel primitieve functies heeft behouden. Het mtDNA van R. americana lijkt, meer dan welk tot op heden bekend mtDNA dan ook, veel op het DNA van het oermitochondrion.