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Estructura y Función de las Mitochondrias: El Orgánulo Energético de las Células, Apuntes de Biología

Este documento ofrece una detallada descripción de la estructura y función de las mitocondrias, los orgánulos responsables de la generación de energía en las células. Aprenderemos sobre su composición, estructura interna y las diferentes zonas, así como sus funciones vitales en el proceso de respiración celular y la producción de ATP. Además, sabremos cómo las mitocondrias se ubican y moven dentro de la célula.

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 15/04/2021

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MITOCONDRIA
ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA:
Las mitocondrias están formadas por dos membranas de lipoproteínas, una externa
y otra interna:
Membrana externa: Similar a otros orgánulos, lisos y compuestos de pidos
y protnas llamadas deporinas, que controlan la entrada de moculas,
permitiendo el paso de algunas relativamente grandes.
Membrana internaEs menos permeable y tiene numerosos pliegues, llamados
crestas mitocondriales.
La estructura de la mitocondria es variable pero por lo general se compone
de tres espacios diferentes: crestas mitocondriales,
espacio intermembranoso y matriz mitocondrial, todo recubierto por una
membrana doble lipídica, semejante a la membrana celular, pero
compuesta mayormente (60 a 70% en la externa, 80% en la interna) de
proteínas.
Crestas mitocondriales. Se trata de un sistema de crestas o pliegues, que conecta con las
membranas mitocondriales de vez en cuando, permitiendo así el transporte de materiales al interior
del orgánulo y ejerciendo funciones enzimáticas (catalizadoras) concretas.
Espacio intermembranoso. Entre las dos membranas mitocondriales existe un espacio rico
en protones (H+) fruto de los complejos enzimáticos de la respiración celular, así como las
moléculas encargadas del transporte de ácidos grasos al interior de la mitocondria, en donde se
procederá a su oxidación.
Matriz mitocondrial. Llamada también mitosol, contiene iones, metabolitos para oxidar, moléculas
de ADN circular bicatenario (muy similar al ADN bacteriano), ribosomas, ARN mitocondrial y
todo lo necesario para la síntesis de ATP. Allí tienen lugar el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de
ácidos grasos, así como reacciones de síntesis de urea y grupos hemo, todo lo cual genera una
cantidad importante de energía química que luego es liberada al citoplasma celular.
FUNCIÓN DE LA MITOCONDRIA.
Función de las mitocondrias
La función principal de la mitocondrias se basa en la
oxidación de los metabolitos y la obtención de Adenosin, Trifosfato, lo cual
se da por la fosforilación oxidativa, la cual depende de la cadena que
transporta electrones. El Adenosin Trifosfato que produce la mitocondria supone un
porcentaje muy alto en comparación al que es sintetizado por la célula, además
las mitocondrias son muy bien conocidas por su función energética. A travez de la
respiración celular
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MITOCONDRIA

ESTRUCTURA DE LA MITOCONDRIA:

Las mitocondrias están formadas por dos membranas de lipoproteínas, una externa y otra interna: Membrana externa : Similar a otros orgánulos, lisos y compuestos de lípidos y proteínas llamadas deporinas, que controlan la entrada de moléculas, permitiendo el paso de algunas relativamente grandes. Membrana interna Es menos permeable y tiene numerosos pliegues, llamados crestas mitocondriales. La estructura de la mitocondria es variable pero por lo general se compone de tres espacios diferentes: crestas mitocondriales, espacio intermembranoso y matriz mitocondrial, todo recubierto por una membrana doble lipídica, semejante a la membrana celular, pero compuesta mayormente (60 a 70% en la externa, 80% en la interna) de proteínas. Crestas mitocondriales. Se trata de un sistema de crestas o pliegues, que conecta con las membranas mitocondriales de vez en cuando, permitiendo así el transporte de materiales al interior del orgánulo y ejerciendo funciones enzimáticas (catalizadoras) concretas. Espacio intermembranoso. Entre las dos membranas mitocondriales existe un espacio rico en protones (H+) fruto de los complejos enzimáticos de la respiración celular, así como las moléculas encargadas del transporte de ácidos grasos al interior de la mitocondria, en donde se procederá a su oxidación. Matriz mitocondrial. Llamada también mitosol, contiene iones, metabolitos para oxidar, moléculas de ADN circular bicatenario (muy similar al ADN bacteriano), ribosomas, ARN mitocondrial y todo lo necesario para la síntesis de ATP. Allí tienen lugar el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos, así como reacciones de síntesis de urea y grupos hemo, todo lo cual genera una cantidad importante de energía química que luego es liberada al citoplasma celular.  FUNCIÓN DE LA MITOCONDRIA. Función de las mitocondrias La función principal de la mitocondrias se basa en la oxidación de los metabolitos y la obtención de Adenosin, Trifosfato, lo cual se da por la fosforilación oxidativa, la cual depende de la cadena que transporta electrones. El Adenosin Trifosfato que produce la mitocondria supone un porcentaje muy alto en comparación al que es sintetizado por la célula, además las mitocondrias son muy bien conocidas por su función energética. A travez de la respiración celular

En la mitocondria, específicamente en la matriz mitocondrial, acontece gran parte de los 4 pasos de la respiración celular. Esto es importante, ya que, generará los ATP o energía celular para llevar a cabo las actividades metabólicas. Las funciones que cumplen las mitocondrias en los organismos se pueden resumir en: producción de energía, regulador de temperatura, control del ciclo celular (apoptosis), almacenamiento de calcio y regulación de hormonas sexuales.

Producción de energía

La producción de energía es la función más importante de la mitocondria. La energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP) resulta de la respiración celular, cuyo proceso de 4 pasos ocurre en su gran parte en la mitocondria. Respiración celular La respiración celular es donde las células obtienen la energía nuclear necesaria para llevar a cabo sus funciones metabólicas. La respiración celular consta de 4 pasos:

  1. Glucólisis : este paso ocurre en el citosol de la célula pero es esencial pues generará la glucosa y los 2 piruvatos para las etapas siguientes.
  2. Oxidación del piruvato : este proceso acontece en la matriz mitocondrial y transforma el piruvato en acetil-CoA, elemento que iniciará el siguiente proceso.
  3. Ciclo de Krebs: también denominado como ciclo del ácido nítrico, gracias a este proceso se sintetizarán los 24 de los 38 ATP teóricos que resultan de la respiración celular. El ciclo de Krebs ocurre de igual manera en la matriz mitocondrial.
  4. Fosforilación oxidativa : en este paso, los NADH y FADH 2 obtenidas de las fases anteriores se transformarán en ATP gracias al movimiento de los electrones a través de una serie de proteínas incrustadas en la membrana interna de la mitocondria.

Regulador de temperatura

Las mitocondrias generan calor que mantendrá y regulará la temperatura de los organismos vivos, en especial, el de los mamíferos.

Control del ciclo celular

Conocido como apoptosis, la mitocondria tiene la facultad de programar o iniciar el proceso de la muerte celular. De esta manera, controla el crecimiento, desarrollo y el término del ciclo de vida de la célula conocido también como ciclo celular.

Almacenamiento de calcio

Las mitocondrias regulan la bioquímica celular almacenando y regulando la cantidad de iones de calcio. Esta función es importante, ya que, ayuda a la contracción muscular, la liberación de neurotransmisores y el mantenimiento de la salud ósea.

Regulación de hormonas sexuales

Las mitocondrias regulan la producción de estrógeno y testosterona. Las mitocondrias al tener su propio ADN (ADN mitocondrial), puede replicarse si la célula necesita más energía y a su vez reproducirán una copia de la información de las hormonas sexuales mencionadas durante su división celular.

 Además , se encuentra rodeada por otros orgánulos que necesitan elementos para procesar la síntesis de energía, tal como es el caso del retículo endoplásmico.  TAMAÑO Y FORMA DE LA CELULA: En general, la mitocondria posee una forma alargada, pero esta puede ser redonda o adquirir diferentes formas, dependiendo de la etapa de división o fusión en que se encuentre. Su tamaño varía entre 0,5 y 8 micrómetros de longitud, y la cantidad de mitocondrias existentes dependerá de la necesidad energética de cada célula.  Cómo funcionan las mitocondrias para ayudarte a producir energía El oxígeno y carbohidratos (azúcares). Las mitocondrias toman estos dos ingredientes, también llamados sustratos, y los utilizan para producir la energía (producto) que produce el ritmo cardíaco y los músculos. La glucosa (la forma de azúcar que se encuentra en nuestro torrente sanguíneo) se vuelve a empaquetar dentro de la estructura interna compleja de las mitocondrias en dos componentes clave: piruvato y dinucleótido de adenina nicotínico (NADH). Estos dos productos químicos ahora se transportan a la parte central del orgánulo donde, en presencia de oxígeno (esto es de importancia primaria), se usan para producir ATP (trifosfato de adenosina). El ATP es una pequeña sustancia química que es esencial dentro de la célula en el momento de hablar de ejercicio. Todo esto sucede a través del Ciclo de Krebs.  QUE ES Las mitocondrias son un tipo de orgánulos localizados en las Células, los cuales se encargan de suministrar la mayoría de la energía que se necesita en la actividad o respiración celular. Las mitocondrias funcionan como centrales energéticas en la célula, sintetizando ATP con los carburantes metabólicos, tales como: la glucosa, los ácidos grados, y los aminoácidos. IMPORTANCIA: La mitocondria es un componente celular altamente eficiente en la utilización del oxígeno y de los sustratos principalmente derivados de la glucosa, para producir energía que pueda aprovechar la célula. La importancia de la mitocondria es tal que, aunque la gran mayoría de sus proteínas (cerca de 900) son originadas a partir del ADN general de la célula y posteriormente transportadas a la mitocondria, este orgánulo posee un genoma que es esencial para la función de

obtención de energía. El ADN mitocondrial que tiene un tamaño de 16 kilobases, es circular y contiene tan solo 37 genes.