La Mitocondria: Estructura, características y funciones.
Summary
TLDREn esta lección, se exploran las características y funciones de las mitocondrias, conocidas como 'fábricas de energía celular', y su rol crucial en la respiración celular y síntesis de ATP. Se describen sus estructuras, incluyendo las membranas y la matriz, y se explican las fases de la respiración celular como la glucólisis, la oxidación del piruvato y el ciclo de Krebs. Además, se menciona su participación en funciones celulares adicionales, su origen según la teoría endosimbiótica y la herencia matrilineal del ADN mitocondrial.
Takeaways
- 🔋 La mitocondria es conocida como la 'fábrica de energía celular', siendo el lugar donde se sintetiza la mayoría del ATP en las células eucariotas.
- 🌀 La respiración celular es un proceso esencial en la mitocondria, que involucra la oxidación de nutrientes y la liberación de dióxido de carbono y agua.
- 🧬 La mitocondria tiene una doble membrana: una externa rica en canales de purina y enzimas, y una interna con pliegues llamados crestas que incrementan la superficie para la síntesis de ATP.
- 🚀 La membrana interna es enriquecida en cardiolipina y contiene transportadores específicos, como el MPC (transportador del piruvato mitocondrial).
- 🔬 Dentro de la mitocondria, se encuentran complejos proteicos que participan en la etapa final de la respiración celular, conocidos como la cadena transportadora de electrones.
- ⚙️ La síntesis de ATP se da en la mitocondria a través de la ATPasa, un complejo enzimático que se encarga de la síntesis de ATP.
- 🌿 La respiración celular se compone de cuatro fases: glucólisis, oxidación del piruvato, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa, cada una con roles específicos en la producción de energía.
- 🧬 Además de la producción de energía, la mitocondria también está involucrada en la síntesis de compuestos esenciales como el grupo hemo y esteroides.
- 🧵 La mitocondria juega un papel crucial en la apoptosis o muerte celular programada, así como en la señalización celular y respuestas al estrés.
- 🌱 La mitocondria posee su propio ADN mitocondrial, con 13 genes en humanos, y se reproduce a través de la división celular binaria.
- 👨👩👧 La herencia mitocondrial es matrilineal, ya que solo las mitocondrias maternas son transmitidas al cigoto durante la fecundación.
Q & A
¿Cuál es la función principal de la mitocondria en la célula?
-La mitocondria es conocida como la 'fábrica de energía celular', ya que es el lugar donde se lleva a cabo la síntesis del mayor porcentaje de adenosín trifosfato (ATP), que es la moneda energética central de los procesos celulares.
¿Qué sucede durante la respiración celular en las mitocondrias?
-Durante la respiración celular, se da la oxidación de nutrientes o fuentes de carbono, requiriendo el consumo de oxígeno y liberando dióxido de carbono y agua. Esto permite obtener energía a partir de los nutrientes consumidos y sus transformaciones metabólicas.
¿Cuáles son las dos membranas que tiene la mitocondria y cuál es su función?
-La mitocondria tiene una membrana externa y una interna. La externa es rica en canales de purina y enzimas para la síntesis de lípidos, mientras que la interna, que forma pliegues llamados crestas mitocondriales, es enriquecida en cardiolipina y transportadores que facilitan el paso de metabolitos.
¿Qué es la cadena transportadora de electrones y qué papel juega en la síntesis de ATP?
-La cadena transportadora de electrones es un grupo de complejos proteicos en la membrana interna de la mitocondria que participan en la etapa final de la respiración celular. Esta cadena, junto con la ATP cinta, específicamente la F1 e F0, permite la síntesis de ATP a través de la transferencia de electrones y el intercambio de protones.
¿Cuáles son las fases de la respiración celular y cuáles ocurren en las mitocondrias?
-Las fases de la respiración celular son la glucólisis, la oxidación del piruvato, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Las últimas tres fases ocurren dentro de las mitocondrias.
¿Cómo se relaciona la mitocondria con otros procesos metabólicos como el catabolismo de lípidos y proteínas?
-El catabolismo de lípidos y proteínas puede converger en puntos específicos con la respiración celular. Por ejemplo, la degradación de lípidos a través de la ruta de beta oxidación ocurre en las mitocondrias y genera acetil CoA que alimenta al ciclo de Krebs.
¿Qué otras funciones celulares importantes desempeña la mitocondria además de la producción de energía?
-Además de la producción de energía, la mitocondria participa en la síntesis de compuestos como el grupo hemo y las esteroides, y en fenómenos como la apoptosis (muerte celular programada) y la señalización celular.
¿Qué es la teoría endosimbiótica y cómo explica el origen de las mitocondrias?
-La teoría endosimbiótica sugiere que las mitocondrias provienen de una bacteria primitiva que se asoció con un ancestro de la célula eucariota. Esta relación simbiótica permitió a ambas sobrevivir y evolucionar, dando lugar a las mitocondrias modernas.
¿Cómo se transmite el ADN mitocondrial y qué implicaciones tiene esto?
-El ADN mitocondrial se transmite de manera materno, ya que solo las mitocondrias de la madre son pasadas al cigoto durante la fecundación. Esto tiene implicaciones en la determinación del origen de grupos poblacionales y en el estudio de enfermedades asociadas a mutaciones en el ADN mitocondrial.
¿Cuál es la diferencia entre la herencia mitocondrial y la nuclear?
-La herencia mitocondrial es exclusivamente materna, con el ADN mitocondrial transmitido solo de la madre al hijo. En contraste, la herencia nuclear involucra una contribución equitativa de ambos progenitores, con genes de la madre y del padre presentes en el genoma nuclear del descendiente.
Outlines
🔬 Funciones y estructura de la mitocondria
En este segmento se explora la mitocondria, describiéndola como la 'fábrica de energía celular' en las células eucariotas. Se explica que la síntesis de ATP (adenosín trifosfato), la moneda energética de los procesos celulares, ocurre principalmente en la mitocondria. Se detalla que la respiración celular, que involucra la oxidación de nutrientes y la liberación de dióxido de carbono y agua, es esencial para la producción de energía. La mitocondria se caracteriza por tener dos membranas: una externa rica en canales de purina y enzimas, y una interna que forma crestas y es rica en cardiol y pina. Además, se menciona que la mitocondria contiene complejos proteicos y enzimas importantes para la respiración celular y el metabolismo, como el citocromo pse y las enzimas del ciclo de Krebs. Finalmente, se describen las cuatro fases de la respiración celular: glucólisis, oxidación de piruvato, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa, destacando que la mitocondria es crucial para el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas.
🌿 Otras funciones y herencia mitocondrial
Este párrafo complementa la información sobre la mitocondria, señalando que además de su papel en la producción de energía, también participa en la síntesis de compuestos esenciales como el grupo hemo y esteroides, y en procesos como la apoptosis o muerte celular programada. Además, se discute la teoría endosimbiótica, que sugiere que la mitocondria proviene de una bacteria primitiva que se asoció con un ancestro de la célula eucarionta, permitiendo así la utilización del oxígeno y la obtención de energía. Se menciona que la mitocondria contiene su propio ADN, con 13 genes en humanos, y se reproduce a través de la división celular. Finalmente, se explica que la herencia mitocondrial es materna, ya que solo las mitocondrias de la madre son transmitidas al cigoto durante la fecundación, lo que tiene implicaciones en la determinación del origen de grupos poblacionales y el estudio de enfermedades asociadas a mutaciones en el ADN mitocondrial.
Mindmap
Keywords
💡Mitocondria
💡Respiración celular
💡ATP (Adenosín trifosfato)
💡Membrana mitocondrial
💡Crestas mitocondriales
💡Ciclo de Krebs
💡Fosforilación oxidativa
💡Apoptosis
💡Teoría endosimbiótica
💡Herencia mitocondrial
Highlights
La mitocondria es conocida como la fábrica de energía celular y es donde se produce la mayoría del ATP en las células eucariotas.
La respiración celular es el proceso por el cual se oxidan nutrientes con el consumo de oxígeno, liberando dióxido de carbono y agua.
La mitocondria tiene una doble membrana, una externa y una interna que delimita la matriz central.
La membrana interna de la mitocondria está enriquecida en cardiolipina y presenta pliegues llamados crestas mitocondriales.
La matriz central de la mitocondria contiene enzimas importantes para procesos metabólicos y ribosomas, así como ADN mitocondrial.
La respiración celular se compone de cuatro fases: glucólisis, oxidación de piruvato, ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa.
La glucólisis es una ruta catabólica que no requiere oxígeno y ocurre en el citosol.
La oxidación de piruvato y el ciclo de Krebs ocurren dentro de la mitocondria y son etapas clave para la producción de ATP.
La fosforilación oxidativa es la etapa que genera la mayor cantidad de ATP y está acoplada a la transferencia de electrones.
Además de carbohidratos, la mitocondria también puede procesar lípidos y proteínas para obtener energía.
La mitocondria participa en la síntesis de compuestos como el grupo hemo y las hormonas esteroides.
También está involucrada en la muerte celular programada y en procesos de señalización celular.
La mitocondria contiene su propio ADN, lo que sugiere que proviene de una bacteria primitiva según la teoría endosimbiótica.
La herencia mitocondrial es matrilineal, ya que solo se transmiten las mitocondrias de la madre al cigoto.
La herencia mitocondrial tiene implicaciones en la determinación del origen de grupos poblacionales y en el estudio de enfermedades.
Transcripts
en esta lección revisaremos las
características y funciones de la
mitocondria así como su origen y la
forma en la cual se hereda haciendo
énfasis en que es la respiración celular
y aspectos relevantes para la bioquímica
y metabolismo del ser humano la
mitocondria ilustrado aquí como un
órgano lo que ha sido cortado por la
mitad para observar su estructura
interna es clásicamente conocida como la
fábrica de energía celular pues en las
células eucariotas es donde se lleva a
cabo la síntesis del mayor porcentaje de
adenosín trifosfato o atp este atp
funciona como la moneda energética
central de los procesos celulares en la
mitocondria ocurren fases muy
importantes de la respiración celular
que es aquella por la cual se da la
oxidación de nutrientes o fuentes de
carbono para que estos procesos ocurran
se requiere del consumo de oxígeno y se
da la liberación de dióxido de carbono y
agua de manera simplificada podemos
decir que la energía se obtiene gracias
a los nutrientes que consumimos y a su
transformación por medio de las
reacciones metabólicas que ocurren el
interior de la mitocondria
estructuralmente la mitocondria tiene
dos membranas una externa y una interna
que delimita a la matriz central la
membrana mitocondrial externa es rica en
canales de purina que permiten el paso
de iones y pequeñas moléculas así como
de enzimas encargadas de la síntesis de
lípidos importantes para la generación
de nuevas mitocondrias por su parte la
membrana interna forma estos pliegues
denominados crestas mitocondriales
gracias a los cuales se incrementa la
superficie disponible esta membrana se
caracteriza por la presencia enriquecida
y exclusiva de cardiol y pina el cual es
un tipo de lípidos también tiene la
presencia característica de
transportadores que facilitan el paso de
pequeños metabolitos como piruvato por
ejemplo el mpc que es el acrónimo del
nombre en inglés para el transportador
del piloto mitocondrial esta membrana es
impermeable a iones en la membrana
interna se encuentra el grupo de
complejos proteicos que participa en la
etapa final de la respiración celular
al acoplar la transferencia de
electrones con el intercambio de
protones en el espacio intervendrán al a
éstos se les conoce como la cadena
transportadora de electrones esto está
ligado al trabajo de la atp cintas
específicamente la f1 efe 0 el cual es
el complejo enzimático que propiamente
se encarga de la síntesis de atp entre
la membrana externa e interna se
encuentra un espacio interna hembra nal
que tiene presencia de algunas proteínas
específicas como el citocromo pse y la
matriz central está llena de un fluido
viscoso con cientos de enzimas
importantes para los procesos
metabólicos que aquí ocurren como por
ejemplo las enzimas que participan en el
ciclo de krebs asimismo tiene la
presencia de ribosomas
iones y ácidos nucleicos como adn
mitocondrial clásicamente la respiración
celular se centra en cuatro fases que
involucran procesos y rutas metabólicas
para la conversión de la glucosa en
dióxido de carbono agua y energía estas
fases son en primera instancia la
glucólisis la cual es la oxidación de la
glucosa a piruvato sse en segundo lugar
tenemos la oxidación del piruvato el
cual es la conversión por descarboxilasa
ción oxidativa del piruvato a moléculas
de este tipo a posteriormente participa
el ciclo de krebs que es una ruta
cíclica a través de la cual será la
oxidación de la sep y licua reduciéndolo
a dióxido de carbono a través de estas
rutas se obtienen productos energéticos
en forma de atp y de poder reductor en
forma de enap y de fac así como también
se da la liberación de dióxido de
carbono sin embargo la fosforilación
oxidativa que es la cuarta etapa de la
respiración celular es la ruta
metabólica que genera el mayor
porcentaje de atp a partir de la
postulación de moléculas de adp este
proceso está acoplado a la energía
transferida de los electrones
provenientes del mnat y del fad así o
concomitantemente en esta última etapa
se obtienen moléculas de agua de todos
estos eventos glucólisis es la ruta
catabólicas que no requiere consumo de
oxígeno y que ocurre particularmente en
el sito sol por su parte la oxidación de
piruvato si el ciclo de krebs y la
fosforilación oxidativa
ocurren al interior de la mitocondria
además de carbohidratos o azúcares el
catabolismo de lípidos y proteínas
también puede converger en puntos
específicos estos eventos por ejemplo la
degradación de lípidos para obtener
energía mediante la ruta de beta
oxidación tiene al lugar al interior de
la mitocondria generando también
moléculas de acetil con que alimentarán
al ciclo de crisis además de las
asociadas a la producción de energía la
mitocondria también participa en otras
funciones celulares importantes tales
como la síntesis de compuestos por
ejemplo del grupo hemo el cual es un
grupo prostético que forma parte de la
hemoglobina la proteína encargada del
transporte de oxígeno así como también
participa en la síntesis de esteroides
las cuales son hormonas sintetizadas en
las mitocondrias y retículo
endoplasmático lisos de células de la
corte es adrenal y las gónadas también
la mitocondria participa en el fenómeno
de apoptosis o muerte celular programada
podemos evitar como un tercer grupo de
funciones su participación en procesos
de señalización asociado a la producción
de especies reactivas de oxígeno y de
respuestas a estrés celular la
mitocondria contiene su propio material
genético el cuál sabe bien en forma
circular con genes que codifican para
algunas de sus proteínas 13 genes
codificantes en el humano
específicamente este orgánulo se
reproduce por medio de división celular
específicamente visión binaria esto y
otras características permite inferir
que la mitocondria proviene de una
bacteria primitiva la teoría explica
este fenómeno se conoce como teoría endo
simbiótica en esencia se estableció un
ancestro de la célula eucariota incapaz
de utilizar oxígeno y que además le
resultaba tóxico se encontró en algún
momento determinado con bacterias con la
capacidad de asimilarlo y utilizarlo
para la obtención de energía al darse
este encuentro dicho ancestro eucariota
e incorporo a la bacteria aerobia en
lugar de bajo citarla estableció una
relación simbiótica que permitiera la
multa supervivencia pues mientras una le
daba la capacidad de utilizar oxígeno en
una atmósfera cada vez más rica en este
elemento la otra le proveía de
protección nutrientes a la postre esto
daría lugar a lo que hoy conocemos como
mitocondrias en el ser humano tanto el
óvulo en exitosos como el espermatozoide
en el segmento intermedio cuentan con
mitocondrias sin embargo cuando se da el
proceso de fecundación sólo las
mitocondrias maternas son transmitidas
al cigoto por lo que el adn mitocondrial
de la descendencia será 100% materno
esto a diferencia de la vena nuclear el
cual contará con la contribución
equitativa por parte de ambos
progenitores este tipo de herencia tiene
implicaciones desde servir como una
herramienta para la determinación del
origen de grupos poblacionales hasta el
estudio de enfermedades que se pueden
asociar a mutaciones en el adn
mitocondrial en resumen en esta lección
hemos hablado
sobre el papel de la mitocondria como
centro de producción energética asimismo
revisamos la estructura y los
componentes principales de cada una de
ellas de la membrana mitocondrial
externa interna y su matriz para
posteriormente hablar sobre las
diferentes fases que conforman la
respiración celular y cuáles de ellas
ocurren específicamente al interior de
la mitocondria pero también hicimos
énfasis que en la mitocondria participan
otras funciones celulares relevantes y
mencionamos los eventos evolutivos que
dieron lugar a lo que hoy en día es una
célula eucariota y como estos son
explicados a través de la teniendo
simbiótica para finalmente mencionar
aspectos generales de la herencia
mitocondrial materna
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