Kansallinen endosymbioosin liputuspäivä

Mitokondriomoottori mykistää tehokkuudellaan, kirjoittaa Anu Wartiovaara.

Kansallinen endosymbioosin liputuspäivä Kuva 1 / 1

”Onpas hapekas ilma”, saattaa juoksija tyytyväisenä mietiskellä, kun aurinko siristää silmiä, ja hengitysilma virtaa raikkaana keuhkoihin. Pikkuhiljaa ajatukset siirtyvät edessä siintävään päivälliseen, ja ehkäpä illan läheiseen hetkeen tärkeän henkilön kanssa. Liikkuminen, ajattelu, happi, valo, ruoka, lisääntyminen – elämä sellaisena kuin sen tunnemme – ei lajinkehityksellisesti arvioiden ole lainkaan itsestäänselvyys. Siitä, ettei tilanne kehittynyt varsin erilaiseksi, meidän on kiittäminen tapahtumia neljä miljardia vuotta sitten.

Alkumerten syvyyksissä, niiden synkissä kolkissa missä tuliperäiset lähteet sylkivät rikinkatkuaan naapurustoonsa, eleli bakteerin kaltaisia kituliaita olioita. Ne olivat tuomitut eloonsa surkeissa loukoissaan, sillä ne, jotka eivät kyenneet vastustamaan kaukaisuudessa kirkkaana välkkyvää merenpintaa, eivät koskaan palanneet. Happi oli Rikkilän asukeille myrkkyä.

Vuosimiljoonien aikana yksi syvänteiden kansalaisista oppi uutta. Syntyi bakteeri, joka oppi neutraloimaan happea. Se ei kuitenkaan tyytynyt paistattelemaan erinomaisuudellaan, vaan keksi oivallisen keinon muuttaa valta­rakenteita sisältä päin. Toistaiseksi tuntemattomalla tavalla se onnistui hivuttautumaan Rikkilän valtaapitävien ytimeen, bakteeriksi bakteerin sisälle. Siellä se hiljalleen kasvatti joukkojaan, ja oppi säätelemään isäntänsä käyttäytymistä. Eipä aikaakaan, kun avara raikas pintamaailma kutsui. Tätä kahden bakteerin symbioottiseen sisäkkäiseen suhteeseen johtanutta tapahtumaa kutsutaan osuvasti nimellä endosymbioosi. Se oli happea käyttävän luomakunnan valtavan lajikirjon ja monimuotoisuuden alkusysäys.

Nuo soluelimiksi kehittyneet, nykyään mitokondrioiden nimellä tunnetut bakteerit ovat geeneiltään ja proteiineiltaan lähinnä nykymaailman Rickettsioita, solujen sisäisiä parasiitteja, kun taas Rikkilän tummien nurkkien alkuolion arvellaan olleen arkkibakteeri, eliökunnan arvovaltainen ja omintakeinen kunniajäsen.

Loiselämän sijaan mitokondriot hankkivat tekemistä. Niiden kalvorakenne poimuttui, ja ne valjastivat hapen hyötykäyttöön, polttamaan ravintoaineista kemiallista polttoainetta, ATP:tä. Ne oppivat kertomaan solun muille osille, milloin oli aika säästää ja korjata, milloin kasvaa. Ne pitivät suitsia tarkasti käsissään, säännöstellen tärkeitä rakennusosia. Mitokondrio-innovaatioista seurannut tuottavuusloikka mahdollisti genomin, proteiinituotannon ja solujen koon kasvun. Suuri valkuaisainemäärä ja niissä syntyvä variaatio lisäsi hyödyllisten muutosten synnyn todennäköisyyttä, ja siten antoi työkalut evoluutiolle.

Mitokondriomoottori mykistää tehokkuudellaan. 70-kiloinen henkilö tuottaa laskelmien mukaan 40 kiloa ATP:tä päivässä. Polttoaine kuluu välittömästi, ja yhtä nopeasti se syntyy uudelleen. Tahti on mykistävä: yksittäinen mikrogramma nisäkäskudosta tuottaa lähes 8 miljardia ATP-molekyyliä. Sekunnissa.

Symbioosista on muodostunut täydellinen. Meidän hyvä kuntomme tarkoittaa hyvinvoivia mitokondrioita, ja niiden hyvä vointi edistää terveyttämme. Lenkkipolkujen hapekas ilma ja urheilu ovat mitokondrioille mannaa; ne lisääntyvät ja raksuttavat elämämme energiaa. Niiden avulla elämä ei ole pelkästään rikinkatkuista.

Vähäisempääkin panosta yhteisön hyväksi on tavattu kunnioittaa juhlapäivällä.

Anu Wartiovaara

Kirjoittaja on kliinisen molekyylilääketieteen Sigrid Juselius -professori.

Kolumni Lääkärilehdestä 21/2017.

Oletko jo lukenut nämä?