Biogenesi



Definizioa eta historia 
Biogenesia XIX. mendean sortutako, eta gaur egun erabilgarria eta balio den teoria biologikoa da.  Teoria honek dio biziduna beste izaki bizidun batetik bakarrik sor daitekeela, hau da, biziaren eratorria ez dela inoiz elementu inorganikoa. Bestalde, azken hau gertatzen baldin bada, hau da, bizia sortzen baldin bada materia inorganikotik, zelula antolatu bat bezala azaldu beharko litzateke. Hortik, zelula dela biziaren unitaterik txikiena eta independientea. Teoria honi jarraituz, aipatzekoa da biogenesiaren arabera, ez dela inoiz gertatuko biziaren generazio espontaneoa bizirik ez dauden sustantzietatik abiatuta. 

Biogenesi terminoa Louis Pasteur (1822-1895) zientzialariarekin erlazionatzen da, biologian erabiltzen da, prozesu esanguratsua da eta azaltzen du organismo bizidun batek beti beste organismo bizidun batetik eratorria dela, erreprodukzioz. Gainera, prozesu honen barruan sar daitezke izaki bizidunen substantzia kimikoen fabrikazioa eta prozesamendua. Beraz, biogenesia organismo bizi berri baten sorkuntza bezala azaldu daiteke.

Bestalde, Virchowen doktrina aipatu beharra dago, izan ere, Louis Pasteurren baieztapena hori jarraitzen zuen: “Omnis cellula e cellula” (zelula guztiak beste zelula batetik) baieztapena Robert Remarken (1815-1865) lanean oinarrituta zegoen. Ondorioz, lanak ikertzen eta emaitzak ikusten, haren lana, beste batzuen artean, ondorio orokor batera ailegatu zen: “Omne vivum ez vivo” (bizi guztiak beste bizi batetik datoz). 

Biogenesi terminoa erabilia izan bada ere, abiogenesi terminoa ere azaldu izan da historian zehar. Thomas Henry Huxley(1825-1895) zientzalariak erabili zuen lehen aldiz, eta abiogenesia bizitzaren sorkuntza bizirik ez dagoen materiatik abiatuta bezala definitu zuen. Horren arabera,  sorkuntza hau eman zen eboluzio kimiko eta molekular batetik, milaka urtetan zehar. Horrela biogenesi terminoaren definizioa hobetu zuen eta aurretik sortzen zen bizitzatik sortzen den bizitza bezala redefinitu zuen.

Generazio espontaneoa 
Generazio espontaneoa, XVII. mendean hasi zen ulertzen, jakin zutenean eta demostratu zutenean mikroorganismoak ez direla sortzen modu espontaneo batean, baizik eta beste izaki bizidun batetik eratorriak direla. Horrela bukatu zuten biogenesi hitza erabiltzen biziaren jatorria azaltzeko. Ondorioz, hipotesi honek kontrajartzen da generazio espontaneoarekin, izan ere, generazio espontaneoaren arabera, bizitza eratorria izaten da materia organikotik abiatuta, inorganikotik abiatuta, edo bien arteko konbinazio batetik abiatuta. Laburtuz, generazio espontaneoan, biogenesiaren teoria ez dauka zentzurik, haren ikuspuntutik bizitzaren jatorria materia inertea da.

Generazio espontaneoaren hipotesia, hasieran, Francesco Redik baztertu zuen. Zientzialari honek, 1665an, frogatu zuen haragian zeuden zizareak euli larbak zirela, eta ez zirela agertzen haragia ondo estalita baldin bazegoen. Mikroorganismoen agerpen espontaneoa, materia organikoa deskonposatzen duena, zailago izan zen ezeztatzen, izan ere, mikroorganismoak oso txikiak ziren eta ezinezkoa zen ondo ikustea beste arbaso batengandik eratorriak ziren, ala materia inertearengandik. Bestalde, John Needham biologoak, proposatu zuen molekula inerteek multzokatu daitezkeela, mikroorganismoak agertzen. Hau frogatzeko, Lazzaro Spallanzanik, hainbat esperimentu hasi zituen eta ikusi zuen mikroorganismoen agerpena saihestu daitekela ugaltzeko bitartekoak aldez aurretik irakiten badira, eta hermetikoki itxita mantentzen badira. Azkenean, Louis Pasteurrek, 1860an, frogatu zuen airean mikroorganismo kantitate oso handia zegoela, eta hauek, materia organikoaren deskonposaketaren arduradunak direla.

Abiogenesia 
Aipatu bezala, abiogensi terminoa esan nahi du bizitza, bizitza ezatik eratorria dela, duela 3,5 mila milioi urte Lurran. Proposatzen da azaleratu ziren lehen izaki bizidunak oso sinpleak zirela, eta prozesu oso mantso baten bidez sortuak izan zirela, geroz eta konplexuagoa izaten. Biogenesia, esan bezala bizia beste bizi batetik eratorria dela pentsatzen den hipotesia, abiogenesitik izan zen sortua, ezinezkoa iruditzen den ideia behin Lurreko atmosferak bere oraingo osaera hartzean. 

Askok abiogenesi berezko belaunaldiaren teoria arkaikoarekin parekatzen duten arren, bi ideiak oso desberdinak dira. Ikertu den azken ideiaren arabera, bizitza konplexua espontaneoki jaiki beharko litzateke eta gainera, etengabe materia ez-bizitik. Bestalde, generazio espontaneoaren ikuspuntua gezurtatu zen XVII. mendean, eta XIX. mendean baztertua zuzenean; aldi berean, abiogenesia ez zen ez baztertua ez frogatua.

Abiogenesia: gaur egungo kontzeptuak 
Gaur egungo abiogenesiaren hipotesia, edo kontzeptu modernoena, gehien bat, Oparine-Haldane teorian eta Miller-Urey esperimentuan oinarrituta dago, baina egia da, desberdintasun txikiak edo finak badaudela molekula abiogenikoen progresioa izaki bizidun batean bihurtzearen zergatia azaltzeko.

Abiogenesiaren habitataren debatea ere bai izan da esangurtasua. Batzuk diote bizitza eratorria izan dela bizitza ezatik ur termaletan, ozeanoaren zoruan, posible izango litzateke abiogenesia beste leku batzuetatik eratorria izatea; Lurrazalaren azpialdean, non zelula sortu berriek metanoarekin edo hidrogenoarekin iraun daitezkelako; edo bestalde, ozeanoaren kostaldean, non protenoideak aminoazidoen erreakziotik atera izana beroarekin, eta gero uretara sartu izana zelulen antzeko proteina-tanta gisa gertatzen den.

Organulu esanguratsuen biogenesia 
Zelula mailan, organuluek biogenesia jasaten dute ere bai. Horrela, organismo bizi baten sorreraren hasiera gertatzen da, eta honako hauek organulu batzuen biogenesiaren adibide izango dira:

Nukleoaren biogenesia 
Zelula interfasiko batean , mitosia hasteko , nukleoaren laminak fosforilatzen dituen entzima bat egotea oso garrantzitsua da. Izan ere, zelula interfasiko batean, edo interfasean dagoenean, fosfato taldeak gehitzen dituen entzima bat, hau da, kinasa  bat agertuko da, eta horrela, nukleoaren laminak fosforilazioa jasango du. Modu horretan, nukleoaren xaflaska zatituko da, eta ondoren, desegingo da. Nukleoaren xaflaska behin deseginda, nukleoaren mintza besikulatuko da, mintza zatitzen eta hainbat besikulatan banatzen. Azkenean, kromatina aske geldituko da zitosolean.

Esan bezala, aipatutako kinasak, kromatina fosforilatzen du eta kondentsatzen da, mitosirako prest egoteko. 

Mitosia bukatzen denean, beste entzima bat agertzen da, orain fosfato taldeak kentzen dituena, gehitu ordez. Kinasaren kontrako funtzioa burutzen duen entzima honek, fosfato guztiak kenduko ditu eta jarraian, nukleoaren lamina polimerizatzen da, horrela, nukleoaren gaineztadura berriz sortuko da. Gainera, kromatina interfasikoaren itxurara bueltatzen da, fosfatasak   kromosomak desfosforilatzen dituelako.

Mitokondrioaren biogenesia 
Mitokondrioak, kloroplastoekin batera, antzinako zelula nukleatuek hartutako bakterioetatik eratorriak dira. Sintesirako tresneria dauzkate DNA, RNA, proteinak eta genoma propioa,  beste guztia, zitosoloetik inportatzen da.

Mitokondrio eta kloroplastoak, organuluen zatiketaz sortzen dira, organulu bakoitzak haren masa bikoiztu, zelula alabetan banatu, eta horrela, zelula alaba bakoitzean,  mitokondrio bat gutxienez egongo da. 

Mitokondorioak zelula beraren nukleoko genomak kodetutako proteina zitosolikoak ere jasoko ditu bere funtzioak betetzeko, bertan sortzen diren proteinez gain. Zitosolean dauden erribosoma askeek sintetizatzen dituzten proteinak, N-muturrak seinale-sekuentzia bat daukate, eta hau erabiltzen, mitokondrioaren matrizera barneratzeko ahalmena izaten dute. Behin matrize barnean egonda, peptidasa izeneko entzima batek, seinale-sekuentzia hori moztuko du.

Kloroplastoaren biogenesia 
Kloroplastoak, mitokondrioekin batera, antzinako zelula nukleatuek hartutako bakterioetatik eratorriak dira. Sintesirako tresneria dauzkate DNA, RNA, proteinak eta genoma propioa,  beste guztia, zitosoloetik inportatzen da.

Mitokondrio eta kloroplastoak, organuluen hazkuntzaz eta zatiketaz sortzen dira, organulu bakoitzak haren masa bikoiztu eta zelula alabak sortuko ditu. 

Mitokondrioen kasuan gertatzen den moduan bezala, kloroplastoak zelularen nukleoko genomak kodetutako proteina zitosolikoak jasotzen ditu bere funtzioak betetzeko, bertan sintetizatzen diren proteinez gain. Aipatu den bezala, zitosolean dauden erribosoma askeak sintetizatutako proteinak N-muturrean seinale-sekuentzia bat daukate, klorplastoaren estromara barneratzeko. Eta, behin han, proteasa batek seinale hori moztuko du. Tilakoideetako proteinek, lehen seinale-sekuentziaz gain, bigarren seinale-sekuentzia bat daukate, tilakoidea dela adierazteko.

Mintz plasmatikoaren biogenesia 
Mitz plasmatikoaren berrikuntzan parte hartzen duten molekulak bi organuluetan agertzen dira; erretikulu endoplasmatikoan eta golgi aparatuan. Mintz plasmatikoan, mintz guztiak berritzen ari dira betidanik, molekulak etengabe degradatzen eta sintetizatzen direlako. Aminoazidoak, gainera, lagungarriak izango dira.

Beraz, laburtuz, mintz plasmatikoaren molekulen berrikutza, birsorkuntza edo biogenesia, gertatzen da gehien bat besikulen fusioagatik, edo beste modu batera esanda, exozitosiarengatik, eta mintzan bertan besikulen prestakuntzagatik, edo endozitosiarengatik, mintz plasmatikoaren zati esanguratsu bat eramango dutenak.

Erretikulu endoplasmatikoaren biogenesia 
Erretikulu endoplasmatikoa biogenesi sinpleago bat izango du. Erretikulu endoplasmatiko leuna eta erretikulu endoplasmatiko pikortsua modu konstante batean, mintza galtzen dute sekrezio-bakuoloak agertzen direlako, eta ondorioz, leheneratzeko beharra daukate. Entzima translokatzaileak burutzen dute jardera garrantzitsu hau.

Golgi aparataren biogenesia 
Golgi aparatuaren kasuan, nahiko sinplea da, beste organuluekin konparatuz, besikulen bidez sortuko eta desagertuko da: golgi aparatua mitosian zehar desantolatu egingo da, eta telofasearen bukaeran berriro agertuko da, esan bezala, besikulen bidez.

Erreferentziak 

11. UPV-EHUko biologia graduo biologia zelularreko gai-zerrenda.