Estructura, membrana y matriz interna de las mitocondrias
Mitocondrias
Todos los seres vivos, incluidas las plantas y los animales, necesitan energía para funcionar con normalidad y sobrevivir. Por tanto, la mayoría de estos organismos vivos deben tener un mecanismo en sus células para sintetizar esta energía. Las células de todos los tejidos liberan esta energía al descomponer los compuestos orgánicos, como la glucosa, un proceso conocido como respiración . Este proceso se lleva a cabo mediante un orgánulo en forma de varilla denominado mitocondrias .
Se sabe que las mitocondrias son la fuente de energía en una célula. El tamaño de su diámetro suele oscilar entre 0,5 y 1,0 micrómetros, según el tipo de celda. Las mitocondrias son elásticas y pueden cambiar rápidamente de forma a forma esférica, ovalada o de varilla.
Dentro de la célula, hay numerosas mitocondrias ubicadas en el citoplasma . Su número en varios tejidos puede variar. Por ejemplo, los tejidos activos, como el músculo, contienen más mitocondrias que los glóbulos rojos sin ninguna. La ubicación de las mitocondrias en los músculos se encuentra cerca de las gotas de grasa en el citosol. Estas gotitas grasas actúan como fuente de combustible. Las mitocondrias también son abundantes en el aparato locomotor de las células, como los flagelos .
Cabe señalar que las células procariotas carecen de mitocondrias y dependen del entorno externo para sus necesidades energéticas. Por lo tanto, solo las células eucariotas tienen mitocondrias. Además, las mitocondrias tienen su ADN y producen dos mitocondrias hijas dividiéndose por la mitad.
Estructura de las mitocondrias
Las mitocondrias se componen de dos membranas: membrana interna y membrana externa . La membrana exterior suele ser lisa, mientras que la membrana interior está doblada y estos pliegues se denominan crestas . Los cristales tienen un papel vital, ya que aumentan el área de superficie de la membrana interna de las mitocondrias. Esto ofrece un excelente sitio de unión de las enzimas utilizadas en el proceso de respiración.
Ambas membranas están formadas por una bicapa de fosfolípidos, un rasgo que presentan las membranas eucariotas. También hay un estrecho espacio intermembrana entre las dos membranas. Este espacio contiene el 5% de la proteína mitocondrial, donde se encuentra el citocromo c , una proteína hemo.
El compartimento interno de las mitocondrias se denomina matriz . La matriz está formada por ribosomas de ADN, que sintetizan proteínas. Además, las enzimas utilizadas para descomponer el piruvato en agua, dióxido de carbono e iones libres durante la respiración celular aeróbica también se encuentran en la matriz.
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Membrana externa
La membrana externa de las mitocondrias suele ser lisa. Está formado por lípidos, cuya composición es similar a la de la mayoría de membranas eucariotas. También contiene un 5% de proteínas mitocondriales. La proteína principal de la membrana externa es la porina , que forma canales en la membrana externa.
Estos canales o poros basados en proteínas hacen que la membrana externa sea semipermeable, permitiendo así que todas las moléculas de bajo peso molecular pasen a través de ellos. Por lo tanto, la mayoría de las sustancias permeables a esta membrana son moléculas de ATP, ADP, iones y nutrientes.
La membrana externa también posee algunas enzimas que tienen lugar en el proceso respiratorio. Estas enzimas incluyen monoamino oxidasa , oxidoreductasa y citocromo b5 .
La membrana externa también separa las reacciones químicas en la matriz del resto del citoplasma celular.
Membrana interna
La membrana interna suele estar cubierta de partículas, que son grandes complejos proteicos implicados en la respiración. Tiene un contenido proteico superior a los lípidos, es decir, está constituido por un 20% de la proteína mitocondrial. Es responsable de la transducción de energía y, por tanto, es impermeable a sustancias de pequeño tamaño como los iones. La capa de fosfolípidos que se encuentra en la membrana interna se denomina cardiolipina .
La membrana interna tiene invaginaciones, crestas, que pueden estar densamente o escasamente empaquetadas según el tipo de célula. El número y la disposición de las crestas determinan la producción de energía de la celda. La forma de las crestas varía según el tipo de células.
Por ejemplo, la forma de las crestas es tubular en las células secretoras de esteroides, como la corteza suprarrenal. Por otro lado, las células secretoras de proteínas tienen sus crestas proyectadas hacia la matriz, tomando la forma de un estante. Estas proyecciones aumentan el área de superficie de la membrana interna, lo que permite un empaquetado denso de las moléculas de ATP, las enzimas y las cadenas de unidades de transferencia de electrones de las mitocondrias.
Varias enzimas se encuentran en la membrana interna. Incluyen:
- ATP sintasa
- Transportar proteínas y,
- Complejos asociados con la cadena de transporte de electrones. es decir, Complejo I, II, III y IV.
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El número de proteínas de transporte varía según el tipo de célula y los metabolitos de transporte dentro y fuera de la matriz mitocondrial. Por ejemplo, las proteínas de transporte son mucho más abundantes en el hígado que en el músculo, ya que la mayoría de las vías anabólicas comienzan en el hígado.
El compartimento interno de las mitocondrias es la matriz. Contiene la mayoría de las proteínas y enzimas mitocondriales que se utilizan en la oxidación de las grasas y el ciclo de Krebs , que implica la oxidación del acetato. Además, algunos tejidos pueden tener enzimas en su matriz responsables de la formación de urea y la transformación de sustratos que no son carbohidratos en glucosa (gluconeogénesis).
La matriz también contiene ribosomas y otros sistemas enzimáticos responsables de sintetizar el ADN, el ARN y las proteínas de las mitocondrias.
Resumen de la lección
La energía es vital en todos los organismos vivos. De esta lección, se ha deducido que:
- Las mitocondrias son orgánulos en forma de varilla que están unidos a una membrana doble y están ubicados en el citoplasma de las células.
- La respiración tiene lugar en las mitocondrias y, por lo tanto, se las conoce como centrales eléctricas en una célula.
- Las mitocondrias juegan un papel en la oxidación de moléculas de combustible en la célula, como el piruvato. Esto conduce a la producción de ATP.
- Las células procariotas carecen de mitocondrias y tienen que depender del entorno externo para sus necesidades energéticas.
- Las mitocondrias se componen de dos membranas: membrana interna y membrana externa.
- La membrana externa suele ser lisa, mientras que la interna está doblada.
- Los pliegues de la membrana interna se denominan crestas y pueden estar densamente o escasamente empaquetados según el tipo de célula.
- El compartimento interno de las mitocondrias se denomina matriz y contiene la mayoría de las proteínas y enzimas mitocondriales que se utilizan en la oxidación de las grasas y el ciclo de Krebs.
Aunque las mitocondrias son un sitio para la respiración celular, también juegan otros roles en la multiplicación y crecimiento de las células, desintoxicando el amoníaco en el hígado y apoptosis.
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