METABOLISMO AEROBICO EN LA MITOCONDRIA Dra. Flora Arana ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN DE LA MITOCONDRIA BIOGENESIS MITOCONDRIAL CICLO DE KREBS CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES FOSFORILACION OXIDATIVA

Las mitocondrias se encuentran en el citoplasma de todas la células eucariotas. Su forma suele ser como polimorfa: alargadas, esféricas o como bastoncillos y su número, en general alto, varía de unas células a otras. Se localizan donde las necesidades de energía son mayores

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN MITOCONDRIAL

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN MITOCONDRIAL Posee dos membranas: MEMBRANA EXTERNA 50% lípidos y 50% proteìnas; contiene porinas que son proteínas integrales como canales, por lo que es MUY permeable MEMBRANA INTERNA se repliega hacia el interior formando las CRESTAS MITOCONDRIALES. Posee poco colesterol y es rica en cardiolipina. es bastante impermeable. Relación proteína/ lípido 3:1 En las crestas mitocondriales, se sitúan más de 60 polipéptidos diferentes entre ellos las ATP sintetasas. Las dos membranas están separadas por un espacio llamado ESPACIO INTERMEMBRANOSO

Localización de funciones metabólicas Dentro mitocondria Membrana Externa Síntesis Fosfolipidos Instauración Ac. Grasos Elongación Ac. Grasos Membrana interna Transporte electrones Fosforilación oxidativa Transporte metabólico Matiz Oxidación piruvato Ciclo Ac Tricarboxilico ß oxidación lípidos Replicación ADN Síntesis de RNA Síntesis proteínas

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN MITOCONDRIAL Posee sus propios RIBOSOMAS: Éstos son diferentes a los citosólicos, no solo en su estructura proteica, sino también en la estructura de los RNAs ribosomales. En la matriz también hay, RNAt y RNAm, así como DNA, es un ADN circular, pequeño (15 a 20 mil pares de bases), que codifica aprox. 12 proteínas de la membrana interna.

Ribosomas

ORIGEN DE LA MITOCONDRIA Se cree que provienen de bacterias que fueron englobadas por células más grandes. Teoría endosimbiótica Similitudes ADN Tamaño Ribosomas división

BIOGÉNESIS MITOCONDRIAL. las mitocondrias se replican (se duplican) de forma espontánea, se generan a partir de mitocondrias existentes: aumentan de tamaño, replican su DNA y experimentan fisión.

FUNCIONES Realizan la respiración celular o mitocondrial ciclo de Krebs la oxidación de los ácidos grasos Síntesis de proteínas en los ribosomas y La duplicación del ADN mitocondrial. El fin primordial es proporcionar a la célula la energía que necesita para realizar sus actividades.

DESCARBOXILACION DEL PIRUVATO El piruvato entra a través de una proteína de transporte a la matriz mitocondrial para convertirse en AcetilCoenzima A por el complejo PIRUVATO DESHIDROGENASA.

CICLO DE KREBS En honor a Sir Hans Krebs en 1934-1937 Se lleva a cabo en la matriz de la mitocondria. Ocurre sólo en presencia de oxígeno. Es un ciclo porque comienza con el compuesto oxalacetato que está presente en la matriz de la mitocondria y termina con la reposición del oxalacetato.

Piruvato Acetil CoA NADH

DE ACIDO TRI CARBOXILICO DEL ACIDO CITRICO CICLO DE KREBS

Descarboxilacion del piruvato 32-34 ATP Glucólisis 2 NADH Descarboxilacion del piruvato Ciclo de Krebs 6 NADH 2 FADH 2 ATP GLUCOLISIS 2 ATP DE TCA

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

El aceptador final de electrones es oxígeno, que se reduce y se produce H2O. - Todos los NADH y los FADH2 reducidos en glucólisis y Krebs van a la cadena de transporte de electrones a oxidarse en NAD y FAD. Por cada NADH que entra a la cadena de transporte de electrones, se producen 3 ATP. Por cada FADH2 que entra a la cadena de transporte de electrones, se producen 2 ATP.

Cadena transportadora de electrones

FOSFORILACION OXIDATIVA En la cadena respiratoria ocurre un proceso QUIMIOSMÓTICO (GRADIENTE ELECTROQUÍMICO DE PROTONES) por medio del cual se convierte la energía de oxidación en ATP. El ATP se forma por FOSFORILACIÓN OXIDATIVA gracias al Proceso Quimiosmótico

Fosforilaciòn oxidativa la energía liberada por los electrones en la cadena de transporte de electrones se utiliza para bombear protones (H+) a través de la membrana y establecer un gradiente de protones (H+). Este gradiente provee la energía necesaria para formar ATP cuando los protones regresan a la matriz, fluyendo a favor de su gradiente.

MODELO DE LA ESTRUCTURA DE LA ATP SINTETASA O COMPLEJO ATPasaF0F1

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS UNIDAD DIDÁCTICA: BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR   SITUACIÓN DE APRENDIZAJE Guía de Mitocondria, ciclo de Krebs, Cadena respiratoria y Fosforilación oxidativa Describa la estructura de la mitocondria (incluya cada uno de sus componentes) Cual es la función de la mitocondria Que reacciones se llevan a cabo en la mitocondria (especifique cuales en la membrana interna y cuales en la matriz). Describa la reacción de conversión de piruvato a Acetil-CoA Cuales son los productos de la reacción. Describa que sucede en cada vuelta del ciclo de Krebs Describa las reacciones del ciclo de Krebs . Cuales son los productos del ciclo Resuma el proceso señalando las propiedades del ciclo Que es la cadena transportadora de electrones (Describa sus componentes) Describa los procesos ocurridos en la Cadena Respiratoria Cual es la función del oxigeno en la cadena respiratoria Indique que es el gradiente electroquímico o quimiosmotico Cual es la función del gradiente Que es la fosforilación oxidativa Describa la estructura de la ATPasa Describa como se la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa Cual es el rendimiento energético por molécula de glucosa. Indique la via metabolica donde se origino la coenzima reducida y cuantos ATPs se generan en fosforilación oxidativa por cada una.