Mitocondrias

De Wikillerato

La mitocondria, termino acuñado por el médico alemán Karl Benda (1857-1933) en 1897 , del gr. mito, μίτος, hilo, y condrio, khondrion, κόνδρος, gránulo, literalmente gránulos -en forma- de hilo o filamento). La mitocondria es el orgánulo de las células eucariotas encargados de suministrar la energía requerida para la vida celular, actúan por tanto como la central energética de la célula. Es el sitio sonde tiene lugar el ciclo de Krebs y el proceso conocido como fosforilación oxidativa, dos procesos fundamentales de la respiración celular aerobia. En este proceso se produce la combustión (oxidación) de los nutrientes (e.g. hidratos de carbono, grasas) a CO2 (dióxido de carbono) y H2O (agua), y la energía química liberada (ganada) en ese proceso es convertida, capturada y almacenada en forma de enlaces fosfodiester de alta energía en la molécula de Trifosfato de adenosina (abreviadamente ATP, del inglés Adenosine TriPhoshate). Por ello, el ATP se constituye en la moneda universal de energía química en las transaciones energéticas de la célula. La energía (libre) liberada en hidrólisis de ATP en ADP (Adenosina Difosfato, del inglés Adenosine DiPhosphate) + Pi (iones de fosfato inorgánico)[ATP->ADP+Pi], en algunos procesos bioquímicos también de ATP—en Adenosina Monofosfato AMP y pirofosfato (PPi) [ATP->AMP+PPi] puede emplearse para promover otras reacciones (en principio energeticamente desfavorables) que requieren de energía para que puedan llevarse a cabo dentro de la célula.

Las mitocondrias funcionan pues como los orgánulos traductores de energía de la célula en los cuales penetran los principales productos de la degradación del metabolismo celular para ser convertidos en energía química útil en forma de ATP, la cual será utilizada para dirigir y sostener las distintas actividades celulares (metabólicas y fisiológicas) de tipo mecánico, químico u eléctrico necesarias para mantener la actividad vital de la célula: crecimiento, reproducción (síntesis de DNA y división celular), locomoción y motilidad, biosíntesis de componentes celulares (metabolismo anabólico), transporte activo de materiales, contracción muscular, reparación celular.

Estructura de la Mitocondria

La mitocondria tiene una longitud de 1 a 10 micras (μm), y un grosor de 0.5 μm, estando delimitada con dos membranas constituidas cada una por una bicapa fosfolipídica. La membrana exterior en contacto con el citosol es permeable a iones, a distintos metabolitos y diferentes clases de polipéptidos. La alta permeabilidad de la misma, es debido a que contiene embebidas proteínas que forman poros llamados Porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje, en inglés, voltage-dependent anion channel ), que al formar canales a través de la membrana permiten el paso de moléculas de un diámetro aproximado de 2 nanómetros (nm). Por otra parte, la membrana interna, a diferencia de la exterior la membrana interna mitocondrial es una barrea impermeable a los iones (.e.g H+ protones) y pequeñas moléculas (metabolitos) que debe usar transportadores específicos (carriers en inglés) para atravesarla. Se han descrito la existencia de transportadores (antiportes o intercambiadores) para ATP /ADP, fosfato-Pi/iones hidroxiloOH-, piruvato/OH-, etc.... Así como complejos proteicos necesarios para la importación de proteínas a la matriz mitocondrial. La membrana interna presenta además pliegues dirigidos hacia el interior de la mitocondria llamados crestas mitocondriales, que expanden el área superficial de esa membrana, aumentando con ello la capacidad de producir ATP.

En la membrana mitocondrial interna se sitúan cuatro complejos multimericos proteicos (constituidos de múltiplas subunidades polipeptídicas) que constituyen la cadena de transporte electrónico mitocondrial o cadena respiratoria mitocondrial que trasportan los electrones desde los donadores electrónicos FADH2 y NADH (producidos durante la Glicólisis y el ciclo de Krebs) al oxigeno molecular (O2): Complejo I [NADH deshidrogenasa o NADH-coenzima Q oxidoreductasa]; II [Succinato-coenzima Q deshidrogenasa o Succinato Q-oxidoreductasa] , III (Q-citocromo c oxidoreductasa o complejo citocromo bc1) ; IV (Citocromo c oxidasa) y el complejo V, la ATP sintetasa (llamada también ATPasa, porque puede hidrolizar también ATP) que acopla de manera quimiosmótica la energía del gradiente electroquímico de protones a la síntesis de ATP a partir del ADP + Pi.

Entre la membrana externa y la membrana interna se encuentra situado el espacio intermembrana. Por otra parte encerrada por la membrana interna se encuentra la matriz mitocondrial. En la matriz mitocondrial se encuentran las enzimas que llevan a cabo la catálisis de las reacciones bioquímicas que constituyen el ciclo de Krebs, así como otras vías catabólicas degradativas (e.g. Beta-oxidación de los ácidos grasos).