MITOCONDRIAS

MITOCONDRIAS

La mayoría de las células de eucariontes –aquellos organismos cuyas células poseen un núcleo– tiene mitocondrias, organelas que pueden llegar a ocupar el 25% del volumen celular. Las mitocondrias están formadas por dos membranas, una externa y otra interna. La primera, compuesta por un 50% de proteínas y otro tanto de lípidos, tiene poros que la hacen permeable a sustancias de peso molecular. La membrana interna contiene más proteínas que lípidos –80 y 20%, respectivamente–, y es mucho menos permeable. Además, esta membrana forma crestas que incursionan en el interior de la organela, aumentando así enormemente su superficie (véase la figura 1).

Hace tres décadas se creía que las funciones de la mitocondria se limitaban a algunas vías metabólicas, tales como la cadena respiratoria –o sea la serie de reacciones bioquímicas que liberan la energía necesaria para sintetizar adenosina trifosfato, o ATP–, la fosforilación oxidativa –la síntesis de la molécula de ATP– y la termogénesis, que es la generación extra de calor en el tejido adiposo denominado ‘marrón’. Recordemos que la molécula de ATP, por su estructura química, constituye la principal reserva de energía con que cuenta la célula para efectuar sus funciones. En el reino animal la mitocondria es la única organela que posee ADN –ácido desoxirribonucleico– propio, el cual contiene genes que permiten la síntesis de varias proteínas integrantes de la cadena respiratoria, así como moléculas de ARN –ácido ribonucleico–. Las mutaciones de ese ADN pueden provocar enfermedades que se expresan durante diferentes fases de la vida y que involucran predominantemente los músculos y el sistema nervioso, dado que son los tejidos con mayor necesidad de energía.

Respiración y fosforilación oxidativa

La cadena respiratoria mitocondrial está compuesta por varias proteínas, insertas en la membrana interna de la organela; estas proteínas permiten la transferencia de electrones provenientes del metabolismo celular a dos moléculas transportadoras –denominadas nicotinamida-adenina-dinucleótido o NADH, y flavina-adenina-dinucleótido o FADH2– que, a su vez, lo ceden al oxígeno. Decimos que en este proceso de incorporación de electrones el oxígeno ‘se reduce’ a agua (véase la figura 2). Una gran parte de la energía liberada en esas reacciones se utiliza para la fosforilación oxidativa, o sea la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato. Fueron los bioquímicos norteamericanos E Kennedy y A Lehninger quienes en 1949 aislaron mitocondrias hepáticas y demostraron que esa organela era el lugar donde se sintetizaba el ATP.

...