Mitocondria | La estructura de una célula | Biología | Khan Academy en Español
Summary
TLDREl guion ofrece un tour por el mundo de las mitocondrias, consideradas como las 'fábricas de ATP', esencial para la energía celular. Se explora su estructura, con membranas internas y externas, y su teoría evolutiva que sugiere que descendieron de microorganismos independientes. Se describe el ADN mitocondrial, su importancia en la respiración celular y cómo se localiza en la matriz, además de su herencia materna y su relevancia en la trazabilidad genética. El guion resalta la complejidad y la investigación continua sobre la estructura y funcionamiento de las mitocondrias.
Takeaways
- 🧬 Las mitocondrias son consideradas como los 'fábricas de ATP', siendo cruciales para la producción de energía celular.
- 🌐 Las células eucariotas tienen un núcleo y otros organelos, como las mitocondrias, delimitados por membranas.
- 🔬 La teoría de la endosimbiosis sugiere que las mitocondrias originalmente eran microorganismos independientes que se fusionaron con las células.
- 👨🔬 El ATP es la moneda energética de las células, liberando energía al perder un fosfato.
- 🏋️ Hay una mayor cantidad de mitocondrias en las células musculares debido a su alto consumo de energía.
- 🔍 La estructura de las mitocondrias incluye una membrana externa y interna, con la interna pliegueada en crestas para aumentar la superficie de reacción.
- 🌀 La matriz mitocondrial, el espacio entre las membranas, contiene una alta concentración de proteínas y es el lugar donde ocurre el ciclo de Krebs.
- 🧬 El ADN mitocondrial se encuentra en forma de lazos dentro de la matriz y es heredado principalmente de la madre.
- 🌱 La glucólisis, una fase importante de la respiración celular, se lleva a cabo en el citosol, no en la mitocondria.
- 🔬 El ADN mitocondrial es similar al ADN bacteriano, lo que apoya la teoría de que las mitocondrias tienen un origen como organismos independientes.
- 🔬 La investigación continua para comprender mejor la estructura y el funcionamiento de las mitocondrias, como se evidencia en las micrografías y modelos más avanzados.
Q & A
¿Qué son las mitocondrias y por qué son importantes para la célula?
-Las mitocondrias son un tipo de organelo celular que se considera como la 'fábrica de ATP', la moneda energética de las células. Son cruciales para la producción de energía celular y son más abundantes en células que requieren mucho energía, como las células musculares.
¿Cuál es la teoría sobre el origen de las mitocondrias?
-La teoría prevalente sugiere que las mitocondrias provienen de microorganismos independientes en el pasado. Estos ancestros de las mitocondrias podrían haber sido ingeridos por los ancestros de las células e, en lugar de ser digeridos, se quedaron y desarrollaron una relación simbiótica, ayudándolas a procesar la glucosa y generar energía más eficientemente.
¿Qué proceso ocurre en las 'crestas' de la membrana interna de las mitocondrias?
-Las crestas de la membrana interna de las mitocondrias son el lugar donde se lleva a cabo la cadena de transporte de electrones, un proceso fundamental para la producción de ATP.
¿Qué contiene la 'matriz' de las mitocondrias y qué proceso ocurre allí?
-La matriz de las mitocondrias tiene una alta concentración de proteínas y es más viscoso que el citosol. Es el lugar donde ocurre el ciclo de Krebs, una fase importante de la respiración celular.
¿Por qué es importante el ADN mitocondrial y cómo se hereda?
-El ADN mitocondrial es importante porque es una reliquia del origen bacteriano de las mitocondrias y contiene genes que codifican para proteínas esenciales en la respiración celular. Este ADN se hereda principalmente de la madre, ya que durante la fecundación, las mitocondrias del espermatozoide son digeridas y no contribuyen al óvulo fecundado.
¿Qué son las 'purinas' y qué función cumplen en la mitocondria?
-Las purinas son proteínas en la membrana externa de las mitocondrias que actúan como canales que permiten el paso de moléculas pequeñas como azúcares o iones, manteniendo equilibrio de concentraciones a través de la membrana.
¿Cuál es la función de la membrana interna de las mitocondrias y cómo ayuda a aumentar la eficiencia energética?
-La membrana interna de las mitocondrias tiene pliegues llamados crestas que aumentan la superficie de la membrana, lo que permite una mayor cantidad de procesos de transporte de electrones y, por ende, una mayor producción de ATP.
¿Qué es el espacio intermembranoso y cómo se relaciona con la concentración de moléculas pequeñas?
-El espacio intermembranoso es el espacio entre las membranas externa y interna de las mitocondrias. Debido a la presencia de purinas, este espacio puede tener concentraciones de moléculas pequeñas similares a las del citosol celular.
¿Cómo se relaciona la estructura de las mitocondrias con su función en la producción de ATP?
-La estructura de las mitocondrias, con sus crestas y matriz, está adaptada para maximizar la producción de ATP. Las crestas aumentan la superficie para la cadena de transporte de electrones, y la matriz alberga el ciclo de Krebs y contiene una alta concentración de proteínas involucradas en la respiración celular.
¿Por qué es significativo que las mitocondrias contengan su propio ADN y cómo se diferencia de la herencia del ADN nuclear?
-El hecho de que las mitocondrias contengan su propio ADN es significativo porque indica su origen como organismos independientes y es una característica heredada de sus ancestros bacterianos. La herencia del ADN mitocondrial es matrilineal, lo que significa que se hereda principalmente de la madre, a diferencia del ADN nuclear que se hereda de ambos padres.
¿Qué新模式 de estructura mitocondrial se ha propuesto recientemente y cómo difiere de la visión tradicional?
-Se ha propuesto un nuevo modelo de estructura mitocondrial que incluye túneles que conectan las crestas con el espacio intermembranoso, lo que difiere de la visión tradicional que solo consideraba pliegues (crestas) en la membrana interna. Esto sugiere que nuestra comprensión de la estructura y función de las mitocondrias sigue evolucionando con investigaciones más sofisticadas.
Outlines
🌐 Introducción a las Mitocondrias
El primer párrafo introduce las mitocondrias como probablemente el órganulo celular favorito del narrador. Se describen las células eucariotas, destacando la presencia de un núcleo y la mitocondria como otro importante órganulo delimitado por una membrana. Las mitocondrias se consideran 'fábricas de ATP', la moneda energética de las células, y se menciona su importancia en la generación de energía, especialmente en las células musculares que requieren más energía.
🌿 Evolución y Simbiosis de las Mitocondrias
Este párrafo explora el pasado de las mitocondrias bajo la teoría de que eran microorganismos independientes ancestrales que eventualmente se sintetizaron con las células eucariotas. Se sugiere que esta simbiosis ocurrió porque los ancestros de las mitocondrias, al ayudar a procesar la glucosa y generar energía, se beneficiaron mutuamente, lo que llevó a una relación simbiótica y, con el tiempo, a la selección natural de células con mitocondrias.
🔬 Estructura de las Mitocondrias
Se describe la estructura de las mitocondrias, incluyendo su corte transversal, la membrana externa y interna, y los componentes de estas membranas como la bicapa de fosfolípidos y las proteínas, como las purinas, que regulan el paso de moléculas pequeñas. Se destaca la presencia de crestas en la membrana interna, que aumentan la superficie para la cadena de transporte de electrones, y el espacio intermembrinoso, que es crucial para el gradiente de hidrógeno y la síntesis de ATP.
🧬 ADN Mitocondrial y Sucesión Genética
Este párrafo habla sobre el ADN mitocondrial, que es heredado principalmente de la madre y se encuentra en forma de lazos dentro de la matriz mitocondrial. Se menciona la similitud con el ADN bacteriano y cómo esto apoya la teoría de que las mitocondrias eran organismos independientes. Además, se discute la importancia del ADN mitocondrial en la genealogía y la trazabilidad de ancestros, y cómo las técnicas modernas de visualización están cambiando nuestra comprensión de la estructura de las mitocondrias.
🔍 Investigación en Biología Celular
El último párrafo enfatiza que, a pesar de los conocimientos consolidados en los libros de texto, la investigación en biología celular sigue en curso. Los científicos continúan explorando la estructura y el funcionamiento de los órganulos, como las mitocondrias, y cómo realizan sus funciones vitales.
Mindmap
Keywords
💡Mitocondria
💡Eucariontes
💡Membrana nuclear
💡ADN
💡Fábrica de ATP
💡Células musculares
💡Teoría endosimbiótica
💡Crestas
💡Matriz mitocondrial
💡ADN mitocondrial
💡Óvulo y espermatozoide
Highlights
Las mitocondrias son probablemente el órganulo celular favorito del narrador y se consideran como fábricas de ATP.
Las células eucariotas tienen un núcleo delimitado por una membrana nuclear y otros órganos delimitados por membranas, como las mitocondrias.
La mitocondria es crucial para la energía celular, con una mayor concentración en células musculares debido a su alto consumo energético.
La teoría de la endosimbiosis sugiere que las mitocondrias originalmente eran microorganismos independientes que se integraron en las células.
Las mitocondrias poseen su propio ADN, lo que apoya la teoría de su origen como organismos independientes.
El ADN mitocondrial está en forma de lazos dentro de la matriz de la mitocondria y es similar al ADN bacteriano.
El ADN mitocondrial se hereda principalmente de la madre, ya que las mitocondrias del espermatozoide son digeridas durante la fecundación.
La matriz mitocondrial, donde se encuentra el ADN, también es el lugar donde se lleva a cabo el ciclo de Krebs.
Las crestas de la membrana interna de la mitocondria son esenciales para la cadena de transporte de electrones y la producción de ATP.
La membrana interna de la mitocondria tiene pliegues que aumentan su área de superficie, lo que es crucial para la producción de ATP.
El espacio intermembranoso es el área entre las dos membranas de la mitocondria y contiene concentraciones de moléculas pequeñas.
Las purinas, proteínas en la membrana externa, permiten el paso de moléculas pequeñas y iones, pero no de moléculas grandes.
La membrana interna de la mitocondria no tiene purinas, lo que permite diferenciar las concentraciones de iones y moléculas en el espacio intermembranoso y el citosol.
La glucólisis, un proceso esencial para la energía, se lleva a cabo en el citosol, no en la mitocondria.
La producción de ATP ocurre a través de la cadena de transporte de electrones y un gradiente de hidrógeno, facilitado por la ATP síntasa.
La investigación en la estructura de las mitocondrias sigue en curso, con hallazgos que desafían los modelos tradicionales vistos en los libros de texto.
Las micrografías y técnicas avanzadas de visualización sugieren que las mitocondrias tienen una estructura más compleja de lo que se muestra en los modelos simplificados.
La ciencia aún no完全理解 la totalidad de la función y la estructura de las mitocondrias, lo que indica que hay más por descubrir en el campo de la biología celular.
Transcripts
vamos a adentrarnos en el mundo de la
mitocondria muy bien y la mitocondria es
probablemente mi organelos favorito de
la célula así que hagamos un breve de un
breve repaso de qué son las mitocondrias
para poder ahondar un poco más en su
estructura así que vamos a pensar por
ahora en una célula eucariontes e
inmediatamente tú podrás decir bueno se
supone que las células eucariontes
tienen un núcleo que están delimitados
por una membrana verdad entonces aquí
tenemos este núcleo y la membrana
nuclear verdad y ahora vamos a colocar
digamos el adn dentro de nuestro núcleo
verdad ahí tenemos el adn dentro del
núcleo y entonces también dirás bueno se
supone que hay otro tipo de órgano los
que también están delimitados por
membranas en las células eucariontes
verdad y uno de esos organelos
delimitados por membranas que es muy
importante para la célula es
la mitocondria muy bien entonces vamos a
pintar aquí un par de mitocondrias aquí
tenemos una primera mitocondria y ahora
en más adelante ya que hablemos sobre la
estructura de la mitocondria voy a decir
porque estamos poniendo estas estas
especies de líneas dentro de ellas para
que quede claro estas son las
mitocondrias y quizás lo hayas visto en
otro vídeo de lacan academy pero a las
mitocondrias se les considera fábricas
de atp que la mitocondria se le
considera como la fábrica de atp de atp
de la célula verdad y de hecho lo
mencionamos en digamos repetidas
ocasiones quizás en vídeos de
respiración celular o quizás en vídeos
de atp pero hemos dicho que justamente
el atp es la moneda energética de las
células
digamos que que cuando pierde uno uno de
los fosfatos verdad porque atp es
adenosín trifosfato cuando cuando pierde
uno de esos fosfatos entonces el late
y libera energía y es la energía que se
usa en el cuerpo para hacer distintas
actividades por ejemplo moverse puede
ser una de ellas y de hecho las
mitocondrias son muy importantes para la
energía celular verdad por eso es que
por ejemplo hay muchas más mitocondrias
en células musculares verdad porque
utilizan mucha energía ok ahora hablemos
un poco sobre el fascinante pasado de
las mitocondrias porque por ejemplo la
teoría celular nos dice que la célula es
la unidad más básica de la vida verdad
pero la teoría prevalente dice que las
mitocondrias entraron a la célula pues
los ancestros de las mitocondrias eran
microorganismos independientes así que
en algún momento de la historia verdad
la historia evolutiva de la vida en la
tierra digamos los ancestros de la
mitocondria eran quizás organismos
independientes verdad que digamos fueron
ingeridos por los ancestros de nuestras
células verdad y en vez de ser digerir
parece que si estos seres verdad los los
ancestros de la mitocondria si esos
seres se quedaban por ahí deambulando
digamos dentro de la célula era más
probable que sobreviviera en verdad
quizás porque porque ayudaban a procesar
digámoslo la glucosa o ayudaban a
generar más energía verdad así las
células pudieron vivir en simbiosis con
los ancestros de la mitocondria
sobrevivieron y por el proceso de la
selección natural ahora asociamos a las
células eucariontes con el hecho de que
poseen mitocondrias muy bien así que
esta idea de un organismo viviendo
dentro de otro individuo en simbiosis el
hecho de que puedan vivir así aún en un
nivel celular me parece increíble ahora
hablemos del presente y de cómo es la
estructura actual de la mitocondria así
que para estudiar la estructura de la
mitocondria vamos a dibujar una especie
de corte transversal ahí tenemos
si cortamos por la mitad la mitocondria
nuestro nuestro corte de verdad aquí
tenemos el corte transversal de nuestra
mitocondria verdad y esto que tenemos
dibujado en verde es la membrana externa
que ya está es la membrana externa
membrana externa y si recordamos las
características que tienen las membranas
en las células verdad podríamos hacer un
acercamiento de nuestra membrana vamos a
hacer un acercamiento como lo hemos
estado haciendo siempre verdad y ésta
está formada por una bicapa de
fosfolípidos entonces aquí tenemos
nuestra bicapa de fosfolípidos tenemos
cabezas hidrofílicas que apuntan hacia
el exterior verdad o digamos hacia
afuera mientras que las colas
hidrofóbicas apuntan en esta dirección
verdad entonces aquí tenemos una
representación de nuestra bicapa de
fosfolípidos que por digamos es lo que
conforma nuestra membrana externa verdad
y por supuesto también hay otro tipo de
cosas digamos encajadas en las membranas
por ejemplo hay proteínas y enzimas que
regulan lo que hay dentro y fuera de la
mitocondria así que
vamos recordemos que la célula en
realidad es sumamente compleja y puede
tener muchas otras digamos sus
estructuras dentro de la membrana pero
bueno una de estas proteínas que están
en la membrana externa es la purina muy
bien entonces déjenme hacer un dibujo
más o menos de cómo se ve más o menos
tenemos algo así son son especies
digamos de agujeros que están en nuestra
membrana externa muy bien y estos de
estas proteínas se llaman purinas
purinas estas son purinas y son como es
como una especie de agujeros que no
permiten el paso de moléculas grandes
solo de moléculas chicas como azúcares o
iones ok y pasan estos iones pueden
pasar de forma pasiva a través de las
purinas verdad esto permite que las
concentraciones de estos iones o de
azúcares sean similares tanto dentro de
la membrana externa como fuera de ella
verdad y por supuesto no es la única
membrana con la que contamos en la
mitocondria también tenemos una membrana
interna que estoy tratando de dibujar
por aquí que más o menos este es el
dibujo de la membrana interna de la
mitocondria aunque esta es la membrana
interna miembro
interna y digamos esta membrana interna
tiene pliegues verdad que aumentan el
área de superficie verdad y esto es muy
importante pues es ahí en digamos sobre
la superficie de la membrana interna
verdad donde se lleva a cabo la cadena
de transporte de electrones verdad así
que si aumentamos la superficie es
verdad el área de superficie podemos
tener más de este proceso verdad ahora
bien estos pliegues que tenemos aquí
tienen un nombre particular y se les
conoce como crestas muy bien estas son
crestas de la membrana interna y
nuevamente la membrana interna también
está compuesta por una bicapa de
fosfolípidos ahora bien entre ambas
membranas verdad tenemos un espacio aquí
entre ambas membranas y justamente a
este espacio le vamos a conocer como el
espacio inter membranoso
ínter membranoso
no es un nombre bastante original verdad
es bastante simple verdad este es el
espacio intervendrán oso y debido a las
purinas verdad a la presencia de las
purinas vamos a tener que la
concentración de moléculas pequeñas en
el espacio intervendrán oso y el citó
sol verdad lo que está fuera de la
mitocondria en la célula verdad es es
más o menos parecida no es es más o
menos igual verdad pero la membrana
interna no tiene purinas verdad esta
membrana interna no tiene purinas y
puede haber concentraciones distintas y
eso de hecho es fundamental para la
cadena de transporte de electrones
verdad ésta se combina con un gradiente
de hidrógeno entre ambos lados verdad lo
que hay dentro de la membrana interna y
lo que hay fuera verdad y este gradiente
baja por una proteína llamada atp sin
tasa que de hecho ayuda a sintetizar atp
verdad pero bueno hablaremos de esto más
adelante o quizás en otro vídeo ahora
bien dentro de la membrana interna
verdad hablemos de lo que hay dentro de
la membrana
tenemos este espacio dentro de la
membrana ya ésta le conocemos a este
espacio digamos como matriz verdad y de
hecho tiene este nombre recibe el nombre
de matriz porque tiene una concentración
alta de proteínas verdad esto de aquí le
llamamos matriz tiene una alta
concentración de proteínas y además es
más viscoso que el cito sol muy bien así
que cuando hablamos por ejemplo de la
respiración celular verdad
hablamos de una fase muy importante que
es la glucólisis y de hecho la
glucólisis se lleva a cabo en el sito
sol verdad aquí es en donde se lleva a
cabo la glucólisis
se lleva a cabo la glucólisis ahora bien
otra de las fases importantes en la
respiración celular es el ciclo del
ácido cítrico que también conocemos como
el ciclo de krebs
de hecho el ciclo de krebs ahora no
ocurre en el en el sito sol sino ocurre
en la matriz ocurre en la matriz
mitocondrial verdad aquí es en donde
ocurre el ciclo de krebs también
hablamos de la cadena de transporte de
electrones verdad que es la responsable
de la producción de atp y esto se lleva
a cabo gracias a unas proteínas que se
encuentran en las crestas de la membrana
interna verdad aquí tenemos esas
proteínas y es en donde se lleva a cabo
la producción de atp es por la cadena de
transporte de electrones ahora bien
probablemente una de las características
más interesantes que tiene digamos la
mitocondria es que son descendientes de
otras formas de vida y que eran
independientes de la célula verdad y
como tal entonces deberían tener
información genética
así es de hecho tienen adn mitocondrial
que se encuentra en lazos aquí podríamos
pensar en lazos que se encuentran en la
matriz mitocondrial verdad se encuentran
en forma de lazos y de hecho tenemos
muchas copias de este adn así que aquí
lo que obtengo lo que encontramos es el
adn mitocondrial mito con dryad verdad y
tenemos muchas copias están digamos
distribuidas como en lazos verdad y
justo de hecho esto se parece mucho al
adn bacteriano y por eso creemos que en
digamos hace tiempo eran individuos
independientes y que eran muy parecidos
a las bacterias muy bien entonces tú
tienes tu propio adn verdad y ese adn se
encuentra en el núcleo de todas tus
células pero además tienes mitocondrias
que tienen adn y verdad y tienen su
propio adn y este adn de las
mitocondrias proviene esencialmente de
tu madre
entonces vamos a esbozar porque esto es
así digamos aquí tenemos un óvulo más o
menos esta es la ya la idea de un óvulo
aquí tenemos un núcleo y este óvulo está
lleno de muchas mitocondrias verdad y
por supuesto también los espermatozoides
tendrán digamos aquí tenemos un
espermatozoide también tendrán sus
mitocondrias y de hecho es útil verdad
para promover el movimiento y poder
llegar a fecundar el óvulo verdad
entonces una vez que entra el
espermatozoide dentro del óvulo
todas esas mitocondrias son digeridas
verdad además bueno pues los óvulos
tienen más más mitocondrias que los
espermatozoides así que esencialmente el
adn mitocondrial proviene de tu madre
una vez que ya está fecundado el óvulo
verdad y esto es bastante útil verdad
esto es muy útil porque cuando la gente
habla de rastrear digamos a la madre
común en realidad están están hablando
de que están buscando en el a
mitocondrial y esto es un tema sumamente
fascinante ahora esto que presente es un
modelo digamos que podría venir en algún
libro de texto porque cuando vemos una
micrografía que de hecho voy a
mostrarles aquí abajo cuando vemos una
micrografía que es lo que tenemos del
lado izquierdo vemos este tipo de
pliegues verdad que tenemos aquí en la
mitocondria verdad y parece que eso
respalda nuestro modelo pero pero cuando
usamos técnicas de visualización mucho
más complicadas y sofisticadas resulta
que no sólo tenemos digamos estos
pliegues verdad que son las crestas
verdad sino que además tenemos unos
túneles que conectan digamos el espacio
dentro de las crestas con el espacio
internet planos o verdad y de hecho me
gustan este tipo de cosas porque digamos
en los libros de textos se muestran las
mitocondrias como teníamos en este
modelo de aquí arriba verdad tenemos las
mitocondrias y en los libros de texto no
se ve qué
que en la realidad aún no entendemos del
todo cómo funcionan y cómo están
estructuradas verdad cuando vemos esta
imagen de las crestas verdad cuando
cuando tenemos esta imagen de aquí en
realidad ya no es un modelo aceptado
para la estructura de la mitocondria más
bien es algo como lo que tenemos aquí
abajo verdad es algo como esto en donde
tenemos y de hecho podemos intentar
hacer un dibujo nosotros tenemos digamos
aquí nuestra membrana externa tenemos
nuestra membrana interna y hay como una
especie de túneles que conectan a las
crestas verdad que conectan a las
crestas con el espacio intervendrán oso
verdad así que espero que aprecies que
cuando uno toma digamos un libro de
texto en biología podríamos pensar que
las cosas ya fueron descubiertas y ya no
hay nada más que hacer pero en realidad
la gente aún sigue investigando cómo
están estructuradas cómo está
estructurado este orgánulo cómo es que
funciona y cómo
que hace las cosas que tiene que hacer
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