Las Mitocondrias y la energía celular MVZ. Blanca Estela Romero Méndez

MITOCONDRIAS Son organelos que están separados del resto del citoplasma por dos membranas. La membrana externa. La membrana interna. La matriz mitocondrial. Las crestas mitocondriales. Glóbulos rojos y amibas (Trypanosoma brucei)

MEMBRANA EXTERNA: Es una bicapa lipídica exterior. Permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos. Contiene proteínas que forman poros, llamadas porinas. Realiza relativamente pocas funciones enzimáticas o de transporte. Contiene entre un 60 y un 70% de proteínas.

MEMBRANA INTERNA: Contiene más proteínas (80%). Carece de poros y es altamente selectiva. Contiene muchos complejos enzimáticos y sistemas de transporte transmembrana. Esta membrana forma invaginaciones o pliegues llamadas crestas mitocondriales, que aumentan mucho la superficie para el asentamiento de dichas enzimas.

FUNCION Para entender la función principal de las mitocondrias es necesario recordar: Todos los organismos requieren energía para vivir. El único tipo de energía que los seres vivos utilizan es la que se encuentra en el ATP. En los organismos aeróbicos, mas de 90% del ATP que se necesita para mantener la vida proviene de las mitocondrias.

ATP Es una molécula relativamente simple. Esta formada por una adenina, una ribosa y tres fosfatos. La unión entre los fosfatos se conoce como unión pirofosfato. Cuando el ATP se hidroliza a ADP y Fosfato se libera energía. El mecanismo de la transformación de la energía del ATP se conoce como fosforilación oxidativa.

Procesos celulares que requieren energía: Síntesis de proteínas o ácidos nucleídos. Transporte de iones a través de la membrana. Transmisión nerviosa. Absorción de moléculas necesarias. Excreción de sustancias indeseables. Contracción muscular.

CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL En las mitocondrias, el sistema que aporta la energía para la síntesis de ATP se conoce como cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones. Esta formada por una serie de enzimas para aceptar y ceder electrones. Su función es la de reducirse (aceptar electrones) y oxidarse (perder electrones). Complejo I (Enzima NADH deshidrogenasa). Complejo II (Enzima Succinato de deshidrogenasa). La coenzima Q (Reducirse y oxidarse).

Cambios de energía durante el flujo de electrones por la cadena respiratoria: NADH Fp Succinato Fp CoQ 2.7 kcals cit bc 1 cit c 1.35 kcals Citocromo oxidasa (cit a+a₃) O₂ 12.2 kcals 11.7 kcals 23.9 kcals

En resumen, la cadena respiratoria es el camino que los electrones siguen desde su origen en los sustratos oxidables del ciclo de los ácidos tricarboxilicos hasta el oxigeno.

FOSFORILACION OXIDATIVA Para realizarla las mitocondrias cuentan con una complicada serie de moléculas en su membrana interna, que se encargan de llevar átomos de hidrógenos y electrones de diferentes sustancias que provienen de los alimentos, al oxígeno y que en conjunto se conocen como la cadena respiratoria o cadena de transporte de electrones. En la transformación de la energía la función de las mitocondrias comprende primero la producción de varias sustancias, mediante el proceso que se conoce como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos ( Ciclo de Krebs).

Una mitocondria, para producir el ATP hace lo siguiente: a) A partir de las diferentes sustancias que se producen en el ciclo de Krebs toma átomos de hidrógeno o electrones para llevarlos al oxígeno mediante la cadena respiratoria. La unión de los hidrógenos con el oxígeno da lugar a la formación de moléculas de agua. Además, durante la operación del ciclo de Krebs, las sustancias que provienen del metabolismo se convierten en CO2.

b) La cadena respiratoria, localizada en la membrana interna de la mitocondria, toma los hidrógenos, completos, aunque en partes de ella sólo toma sus electrones, y los une finalmente, pero llevándolos gradualmente hacia él, con el oxígeno.