viernes, 11 de abril de 2008

La Mitocondria



Las mitocondrias constituyen la fuente energética de las células, ya que mediante el proceso de fosforilación oxidativa producen trifosfato de adenosina (ATP), que es la forma estable de almacenamiento de energía que puede utilizar la célula para llevar a cabo las actividades que la requieren.
Se trata de organelas flexibles cuya morfología varía de unas células a otras: en las que tienen un elevado nivel de metabolismo oxidativo suelen ser grandes y serpenteantes, en forma de bastoncillo; en otras tienen un aspecto más redondeado. Una célula eucariótica típica puede contener del orden de unas 2000 mitocondrias, ocupando en torno a un 20% de todo el volúmen celular.
Están provistas de dos membranas:

A) Una membrana externa que limita la organela, y
B) Una membrana interna que se proyecta hacia el interior en forma de pliegues o "crestas mitocondriales", que aumentan el área de superficie de esa membrana interna.

Existe una relación directa entre número de crestas y necesidades energéticas de la célula en la que se encuentran.
El espacio entre ambas membranas es el espacio intermembranoso, mientras que el espacio delimitado por la membrana interna corresponde a la
matriz mitocondrial. La membrana externa e interna establecen contacto entre sí en ciertas regiones o sitios de contacto
La membrana externa contiene proteínas de transporte especializadas que permiten el paso de moléculas desde el citosol hacia el interior del espacio intermembranoso. Por su parte, en la membrana interna existen abundantes complejos proteínicos en forma de "palillos cortos de tambor", como por ejemplo la
sintetasa del ATP, responsable de la síntesis de ATP a partir de ADP y de fosfato inorgánico. También se encuentran las cadenas respiratorias, cada una de las cuales está compuesta por tres complejos que forman una cadena de transporte de electrones (complejo de la NADH deshidrogenasa, complejo de citocromo b-c1, y complejo de la citocromo oxidasa). Esa cadena de transporte funciona como bomba de protones que lleva H+ desde la matriz hacia el espacio intermembranoso, lo que da lugar a un gradiente electroquímico que proporciona la energía necesaria para la acción de la ATP sintetasa durante el proceso de síntesis de ATP.
La matriz es un espacio lleno de líquido denso viscoso, rico en proteínas. Gran parte de esas proteínas son enzimas encargadas de la degradación de ácidos grasos y piruvato hasta acetil CoA, y la oxidación de éste en el ciclo del ácido tricarboxílico de Krebs. En la matriz también hay ribosomas mitocondriales, RNAt y RNAm, así como DNA circular y las enzimas necesarias para la expresión del genoma mitocondrial. El caso es que las mitocondrias se replican (se duplican) de forma espontánea, puesto que se generan a partir de mitocondrias existentes: aumentan de tamaño, replican su DNA y experimentan fisión.
Las mitocondrias varían mucho en su número dependiendo del tipo de células de que se trate: desde una única mitocondria en ciertas algas hasta varios cientos de miles en ciertos protozoos. Todo ello dependiendo de la necesidad de ATP de la célula. Precisamente ese será un factor determinante para su ubicación dentro de la misma: cerca de los lugares en los que se produce mayor demanda de energía; por ejemplo, entre las miofibrillas del músculo cardíaco.

Funciones de la mitocondria
a) Producción de energía
Todas las funciones celulares dependen de un aporte continuo de energía obtenido a partir de la degradación de moléculas orgánicas durante el proceso de
respiración celular. La energía liberada durante este proceso se almacena finalmente en forma de moléculas de ATP, que constituye una reserva de energía rápidamente disponible para todas las funciones metabólicas celulares. Los principales sustratos para la respiración celular con los azúcares simples y los lípidos, sobre todo glucosa y ácidos grasos.
La respiración celular de la glucosa (glucolisis) se inicia en el citosol, donde es degradada parcialmente hasta formar ácido pirúvico, produciendo una pequeña cantidad de ATP. Luego el ácido pirúvico pasa al interior de las mitocondrias donde, tras su transformación en acetil CoA, se incorpora al ciclo de Krebs en un proceso que produce una gran cantidad de ATP. La glucolisis puede ocurrir en ausencia de oxígeno, y entonces se llama glucólisis anaerobia, mientras que la respiración mitocondrial es dependiente de un aporte continuo de oxígeno y se denomina respiración aeróbica.
En contraste, los ácidos grasos pasan directamente al interior de las mitocondrias donde también se transforman en acetil CoA y se incorporan al
ciclo de Krebs produciendo ATP.
b) Producción de precursores para la síntesis de diversas sustancias
Como precursores para la síntesis de aminoácidos, ácidos grasos, glucosa, etc.

c) Síntesis de proteínas
En los ribosomas de las mitocondrias se sintetizan las proteínas codificadas por el DNA mitocondrial, aunque representan solo el 5-10% del total de proteínas mitocondriales. El resto de proteínas de la mitocondria se codifican por el DNA nuclear y se sintetizan en los ribosomas libres del citosol

Teoría endosimbiótica
Hace 2 billones de años hubo un desastre global que cambio las condiciones del planeta tierra por completo. La atmósfera contenía grandes cantidades de Dióxido de Carbono y pequeñas cantidades de Azufre, Nitrógeno, Carbono y Oxígeno. Después del desastre, los niveles de oxígeno en el ambiente empezaron a subir, probablemente por la acción de bacterias fotosintéticas del oceano. Al acumularse el oxígeno en tan grandes cantidades, mucha de la vida anaeróbica no logró protegerse o esconderse de la nueva atmósfera oxidativa por lo que se extinguieron. Otros organismos lograron protegerse de este oxígeno reduciendo las concentraciones al metabolizarlo y produciendo energía en forma de ATP.
Se piensa que se estableció una simbiosis entre una mitocondria y una célula huésped anaeróbica, a la cual le servía que la mitocondria eliminara el oxígeno del ambiente.

El dibujo y el informe sobre teoría endosimbiótica fueron obtenidos de blogbiologia.blogspot.com