ORGANELOS PRODUCTORES DE ENERGIA

ORGANELOS PRODUCTORES DE ENERGIA

MITOCONDRIAS

Las mitocondrias son los orgánulos de las células eucariotas que se encargan de la obtención de energía mediante la respiración celular, un proceso de oxidación en el que intervienen unas enzimas denominadas ATP-sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Aparecen en grandes cantidades en el citoplasma de todas las células eucariotas, tanto de animales como de vegetales, siendo especialmente abundantes en aquellas que por su actividad poseen una elevada demanda de energía bioquímica (ATP). El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina condrioma.

Estructura de las mitocondrias

Las mitocondrias son orgánulos polimorfos, pudiendo variar desde formas esféricas hasta alargadas a modo de bastoncillo. Sus dimensiones oscilan entre 1 µ y 4 µ de longitud y 0,3 µ y 0,8 µ de anchura. Presentan una doble membrana: una membrana mitocondrial externa lisa y una membrana mitocondrial interna con numerosos repliegues internos, denominados crestas mitocondriales. Estas membranas originan dos compartimentos: el espacio intermembranoso, entre las dos membranas, y la matriz, espacio delimitado por la membrana interna.

La membrana mitocondrial externa posee un gran número de proteínas transmembranosas que actúan como canales de penetración. A continuación, se encuentra el espacio intermembranoso, de contenido similar al del citosol. La membrana mitocondrial interna presenta repliegues o crestas que incrementan su superficie y, por tanto, su capacidad metabolizadora. Es bastante impermeable, y presenta un gran número de proteínas de membrana que desarrollan una amplia gama de funciones, destacando las permeasas, los componentes de las cadenas moleculares transportadoras de electrones, entre los que destacan los citocromos, y los complejos enzimáticos formadores de ATP, denominados ATP-sintetasas. Entre sus lípidos de membrana no aparece el colesterol, al igual que en la membrana plasmática bacteriana.

Las ATP-sintetasas están constituidas por tres partes: una base hidrófoba, que se ancla en la membrana, un pedúnculo o región F o, y una esfera de unos 90 Å de diámetro, o región F 1, que es donde se catalizan las reacciones de síntesis de ATP.

En la matriz mitocondrial existe un medio interno rico en enzimas y en el que se lleva a cabo un gran número de reacciones bioquímicas. Esta cámara interna presenta ribosomas mitocondriales o mitorribosomas, similares a los bacterianos, y varias moléculas de ADN mitocondrial, circular y de doble hebra como los bacterianos.

Estructura de una mitocondria ATP-sintetasa

Función de las mitocondrias

Su actividad principal es la respiración mitocondrial, cuya última etapa es la cadena respiratoria que se realiza en la membrana interna. En esta se dan los NADH y los FADH2 procedentes de otras vías metabólicas, obteniéndose energía que se almacena en moléculas de ATP. La síntesis de ATP por la ATP-sintetasa se explica mediante quimioósmosis: El NADH y el FADH2 liberan protones (H+) y electrones (e-). Éstos, al pasar por la cadena de proteínas transportadora de electrones que hay en las crestas mitocondriales, ceden energía, que es utilizada para bombear protones H+ fuera de la matriz. Éstos regresan a la matriz a través de las ATP-sintetasas donde la energía del gradiente es utilizada para formar ATP.

Sector de la membrana interna mitocondrial mostrando la secuencia de proteínas de la cadena respiratoria y la ATP-sintetasa que realizan la fosforilación oxidativa que conduce a la formación de moléculas de ATP

En la matriz mitocondrial se realizan otras vías metabólicas importantes; las principales son:

- El ciclo de Krebs.

- La b-oxidación de los ácidos grasos.

- La biosíntesis de proteínas en los ribosomas.

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