Las mitocondrias son tan dobles como las pequeñas lentes del ojo.

observación de mosquitos a través de una rejilla de lentes microscópicas. Miras atrás con un matamoscas en la mano, observando de cerca al chupasangre con tus modestos ojos de lupa. Pero resulta que la forma en que se ven el uno al otro, y al mundo, puede tener más en común de lo que piensas.

Investigar publicado el mes pasado en Logros científicos descubrió que dentro de los ojos de los mamíferos, las mitocondrias, los orgánulos que alimentan las células, pueden desempeñar un papel secundario como lentes microscópicas, ayudando a enfocar la luz en los pigmentos fotorreceptores que convierten la luz en señales neuronales que el cerebro puede interpretar. un sorprendente paralelismo entre los ojos de los mamíferos y los ojos complejos de los insectos y otros artrópodos sugiere que nuestros propios ojos tienen niveles ocultos de complejidad óptica y que la evolución ha encontrado nuevas aplicaciones para partes muy antiguas de nuestra anatomía celular.

El cristalino en la parte frontal del ojo enfoca la luz del medio ambiente en una capa delgada de tejido llamada retina en la parte posterior. Allí, las células fotorreceptoras, conos que tiñen de color nuestro mundo y bastones que nos ayudan a navegar en condiciones de poca luz, absorben la luz y la traducen en señales nerviosas que se propagan en el cerebro. Pero los pigmentos sensibles a la luz se encuentran en los extremos de los fotorreceptores, justo detrás de un grueso haz de mitocondrias. La extraña ubicación de este paquete hace que las mitocondrias parezcan innecesarias, ligeras... dispersando obstáculos.

Las mitocondrias son el "último obstáculo" para las partículas de luz, dijeron wei leeInvestigador principal del Instituto Nacional del Ojo y autor principal del artículo Durante años, los científicos de la visión no pudieron comprender esta extraña disposición de estos orgánulos; después de todo, la mayoría de las células tienen mitocondrias que abrazan su orgánulo central, el núcleo.

Algunos científicos han sugerido que los rayos pueden haber evolucionado para ubicarse cerca de donde las señales de luz se convierten en señales nerviosas, un proceso que requiere mucha energía para bombear energía fácilmente y entregarla rápidamente. Pero luego los estudios comenzaron a sugerir que los fotorreceptores no necesitan tantas mitocondrias para obtener energía; en cambio, pueden obtener más energía de un proceso llamado glucólisis, que tiene lugar en el citoplasma de gelatina de la célula.

Lee y su equipo se dispusieron a aprender el papel de estos paquetes de mitocondrias mediante el análisis de los conos de una ardilla terrestre, un pequeño mamífero que tiene una visión asombrosa durante el día pero es virtualmente ciego por la noche porque sus fotorreceptores son desproporcionadamente conos.

Después de que las simulaciones por computadora sugirieron que los paquetes mitocondriales podrían tener propiedades ópticas, Lee y su equipo comenzaron a experimentar con lo real. Usaron una muestra delgada de la retina de la ardilla, que con mayor frecuencia separaba las células, a excepción de partes de los conos, por lo que "resultó ser casi solo una bolsa de mitocondrias", cuidadosamente envuelta en una membrana, dijo Lee.

La iluminación de esta muestra y su cuidadoso examen bajo un microscopio confocal especial, construido por John Ball, científico del laboratorio de Lee y autor principal del estudio, reveló un resultado sorprendente. La luz que pasa a través del haz mitocondrial parece ser brillante, claramente enfocada.

En lugar de ser obstáculos, los paquetes mitocondriales parecen desempeñar un papel fundamental para ayudar a dirigir la mayor cantidad de luz posible a los fotorreceptores con una pérdida mínima, dijo Lee.

Con simulaciones, él y sus colegas confirmaron que el efecto de lente fue causado principalmente por el propio haz mitocondrial y no por la membrana que lo rodea (aunque la membrana juega un papel). Una rareza de la historia natural de la ardilla también les ayudó a demostrar que la forma del haz mitocondrial es crucial para su capacidad de enfoque: durante los meses durante los cuales la ardilla hiberna, sus haces mitocondriales se desordenan y comprimen. Cuando los investigadores simularon lo que sucede cuando la luz pasa a través del haz mitocondrial de una ardilla en hibernación, descubrieron que no concentraba la luz tan bien como cuando estaba alargada y muy ordenada.

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