¿Por qué heredamos las mitocondrias solo de la madre?

Cuando se produce la fecundación, solemos pensar en un momento de suma: el espermatozoide entra en el óvulo, se combinan sus materiales genéticos y comienza el desarrollo de un embrión.

Pero, en realidad, ese instante también implica una decisión.

El espermatozoide no solo aporta ADN. También introduce en el óvulo otras estructuras, entre ellas sus mitocondrias, que son esenciales para producir energía en cualquier célula. Y, sin embargo, esas mitocondrias no continúan en el desarrollo.

Desaparecen.

Lo hacen de forma silenciosa, en las primeras horas tras la fecundación, como si el propio óvulo organizara qué debe permanecer y qué no.

Durante mucho tiempo, este fenómeno se conocía, pero no se comprendía. Sabíamos que heredamos las mitocondrias de la madre, pero no qué ocurría exactamente con las del padre.

La primera respuesta convincente llegó en 1999, con un trabajo publicado en Nature por el equipo de Peter Sutovsky.

Lo que hicieron fue observar directamente el interior del óvulo tras la fecundación utilizando técnicas de marcaje celular. No se limitaron a mirar la forma o la estructura: buscaron señales moleculares que indicaran qué estaba ocurriendo.

Y encontraron algo muy preciso.

Las mitocondrias del espermatozoide aparecían marcadas con ubiquitina, una proteína que las células utilizan como señal para identificar aquello que debe ser eliminado.

No era una desaparición casual. Era un proceso dirigido.

Además, al seguir el desarrollo embrionario, observaron que esa señal desaparecía en las primeras divisiones. Es decir, esas mitocondrias estaban presentes al principio… pero no permanecían.

Fue la primera vez que se pudo ver el mecanismo en acción.

A partir de ese momento, la investigación dejó de preguntarse si las mitocondrias paternas desaparecían y empezó a preguntarse cómo lo hacían.

Con el paso de los años, distintos estudios han ido mostrando que no se trata de un único mecanismo, sino de un sistema coordinado de control celular.

Uno de los avances importantes llegó con un trabajo publicado en PNAS en 2016, que analizó qué ocurría cuando se alteraban los sistemas de reciclaje interno de la célula.

Al interferir en estos procesos, los investigadores observaron que las mitocondrias paternas podían persistir más tiempo del habitual. Esto indicaba algo fundamental: su eliminación no es automática, sino que depende de mecanismos activos que la célula pone en marcha.

En paralelo, otros estudios —como el publicado ese mismo año en eLife— permitieron identificar proteínas concretas implicadas en este proceso, como PARKIN y MUL1, que actúan en la degradación de mitocondrias.

Poco a poco, la imagen se iba completando: el óvulo no solo marca, sino que reconoce, procesa y elimina de forma organizada.

En los últimos años, la tecnología ha permitido ir un paso más allá.

Ya no se trata solo de identificar señales o proteínas, sino de observar cómo se organiza físicamente este proceso dentro de la célula.

Un estudio reciente publicado en Nature Communications ha mostrado que el óvulo puede rodear las mitocondrias del espermatozoide con estructuras específicas antes de degradarlas, en un proceso que recuerda a cómo las células eliminan elementos dañinos o extraños.

Esta visión aporta una idea más completa: la eliminación no es un evento puntual, sino una secuencia ordenada de reconocimiento, aislamiento y degradación.

La pregunta inevitable es por qué la biología ha desarrollado un mecanismo tan preciso. La respuesta tiene que ver con la estabilidad.

Las mitocondrias tienen su propio ADN. Si se heredaran de ambos progenitores, podrían coexistir distintas poblaciones dentro de una misma célula, lo que podría generar conflictos en su funcionamiento.

Al mantener una única línea de herencia —la materna—, el sistema evita esa mezcla y asegura un funcionamiento más estable.

Este mecanismo, que puede parecer un detalle microscópico, tiene consecuencias muy reales en medicina.

El hecho de que heredemos las mitocondrias exclusivamente de la madre explica, por ejemplo, por qué las enfermedades mitocondriales siguen un patrón de herencia muy particular. Cuando existe una alteración en el ADN mitocondrial, esta se transmite únicamente por vía materna, independientemente del padre. Comprender este principio es clave para el asesoramiento genético y para anticipar riesgos en determinadas familias.

Además, este conocimiento ha sido fundamental para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Una de las más conocidas es la llamada transferencia mitocondrial, una técnica en la que se utiliza el material genético nuclear de una madre, pero se introduce en un óvulo con mitocondrias sanas de una donante. El objetivo es evitar la transmisión de enfermedades mitocondriales graves, dando lugar a lo que a veces se describe como embriones con “tres progenitores genéticos”.

En reproducción asistida, entender cómo y cuándo se eliminan las mitocondrias paternas también resulta relevante en técnicas como la ICSI. Aunque en condiciones normales este proceso funciona de forma eficiente, estudiar sus mecanismos ayuda a evaluar mejor la seguridad y las posibles implicaciones de intervenir en etapas tan tempranas del desarrollo.

Por otro lado, esta herencia exclusivamente materna ha permitido desarrollar herramientas muy valiosas en otros campos, como la medicina forense o la investigación en evolución humana. El ADN mitocondrial, al transmitirse prácticamente sin mezcla entre generaciones, actúa como una especie de hilo continuo que permite rastrear linajes a lo largo del tiempo.

En conjunto, lo que empieza como un proceso silencioso en las primeras horas tras la fecundación acaba teniendo implicaciones que alcanzan la genética, la medicina y nuestra propia historia biológica.

Este tema es un buen ejemplo de cómo avanza la investigación.

Primero se observa un fenómeno. Después se identifica una señal. Más tarde se descubren los mecanismos que la interpretan. Y, con el tiempo, se reconstruye todo el proceso con mayor precisión.

No es un único descubrimiento, sino una secuencia de hallazgos que se van apoyando unos en otros.

Este tipo de investigación no cambia la práctica clínica de un día para otro. Pero muestra algo fundamental sobre cómo avanza la ciencia.

No se trata solo de probar nuevas técnicas, sino de entender mejor el sistema que se intenta reproducir.

Cada pequeño hallazgo —cómo responde una célula, qué señales necesita, qué ocurre cuando se altera su entorno— va construyendo un conocimiento más preciso. Y ese conocimiento es el que, con el tiempo, permite mejorar los resultados.

En las primeras horas tras la fecundación, el embrión no solo comienza a desarrollarse. También organiza qué parte de lo que ha recibido va a conservar.

El óvulo no actúa como un simple receptor. Reconoce, selecciona y decide.

Y en ese gesto silencioso —la eliminación de las mitocondrias paternas— se establece una de las bases más constantes de nuestra biología: que esa parte esencial de la célula proceda exclusivamente de la madre.