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6.9.2.4. Mitocondrias

Mitocondrias

Las mitocondrias están presentes en casi todas las células eucarióticas, mientras que los cloroplastos sólo aparecen en las células vegetales fotosintéticas. Los dos se incluyen dentro de los orgánulos energéticos de las células.

Si no fuera por las mitocondrias, las células heterótrofas sólo podrían obtener su ATP de la glucólisis anaerobia, pero con ellas pueden degradar totalmente la glucosa en presencia de oxígeno hasta convertirla en dióxido de carbono y agua, obteniendo mucha más energía.

El número de mitocondrias depende de las necesidades energéticas de la célula, situándose en zonas en las que se requiere un consumo importante de ATP.

El condrioma es el conjunto de todas las mitocondrias de una célula.

Estructura de la mitocondrias

Las mitocondrias tienen forma cilíndrica y están limitadas por una doble membrana, la membrana mitocondrial externa, que la separa del hialoplasma, y la membrana mitocondrial interna, que tienen unos repliegues hacia el interior que aumentan su superficie, las crestas mitocondriales. Estas membranas dejan dos compartimentos: el espacio intermembrana, entre ambas membranas, y la matriz mitocondrial, espacio que rodea la membrana mitocondrial interna.

Composición química de las mitocondrias

La matriz mitocondrial

Limitada por la membrana mitocondrial interna, además de un 50% de agua, el contenido de la matriz incluye:

  • Moléculas de ADN (el ADN-mitocondrial), bicatenario y circular (como el de las bacterias y cloroplastos), que contiene información para sintetizar las proteínas mitocondriales. Este ADN es diferente del ADN nuclear.
  • Moléculas de ARN mitocondrial formando los mitorribosomas, distintos del resto de los ribosomas de la célula.
  • Ribosomas (los mitorribosomas), que pueden estar tanto libres como adosados a la membrana mitocondrial interna. Son parecidos a los ribosomas bacterianos (70 S), más pequeños que los ribosomas citoplasmáticos.
  • Iones calcio y fosfato, ADP, ATP, coenzima-A, etc.
  • Enzimas necesarias para la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial para sintetizar las proteínas mitocondriales.
  • Enzimas necesarias para desarrollar el ciclo de Krebs y la β-oxidación de los ácidos grasos.

La membrana mitocondrial interna

La membrana mitocondrial interna tiene mucha superficie porque tiene unos repliegues llamados crestas mitocondriales, donde se localizan las enzimas de la cadena respiratoria y la ATPasa mitocondrial.

Es impermeable a iones y otras sustancias, que tienen que atravesarla a través de proteínas transportadoras.

Tiene más proteínas (80 %) que las otras membranas celulares y no tiene colesterol (como en las bacterias) entre sus lípidos (20 %). Entre las proteínas destacan:

  • Las proteínas que forman la cadena respiratoria que transporta los electrones hasta el oxígeno molecular.
  • Un complejo enzimático, la ATP-sintasa mitocondrial, que cataliza la síntesis de ATP (fosforilación oxidativa).
  • Las proteínas transportadoras, que permiten el paso de los iones y moléculas entre la matriz mitocondrial y el citosol.

La membrana mitocondrial externa

Es la membrana que envuelve a la mitocondria, en contacto con el citosol. Tiene la misma estructura que el resto de las membranas celulares: una doble capa lipídica y proteínas asociadas.

La membrana mitocondrial externa se parece a otras membranas celulares, en concreto a las del retículo endoplasmático. Entre sus proteínas distinguimos:

  • Proteínas que forman grandes canales acuosos o porinas y hacen que sea muy permeable, no como la membrana mitocondrial interna. Estos canales no son selectivos y permite el paso de moléculas de gran tamaño.
  • Enzimas, como las que activan los ácidos grasos para que sean oxidados en la matriz mitocondrial.

Cuestión de reflexión

Andalucía, Junio de 2014, examen 4, opción A, cuestión 5
El cloranfenicol es un antibiótico que bloquea la actividad de la enzima peptidil transferasa al unirse a los ribosomas 70S. Explique por qué en una placa de cultivo no se produce crecimiento bacteriano en presencia del cloranfenicol [0,5]. ¿Por qué la respiración en las células eucarióticas se ve afectada negativamente en presencia de cloranfenicol? [0,5]. Razone las respuestas.

Cuestión de reflexión

Andalucía, 2006, Examen modelo 6, opción A, cuestión 5

Suponga que existe un antibiótico, llamado "ribosomicina", que inhibe la síntesis de proteínas porque impide la actividad de los ribosomas 70S. Dado que las bacterias tienen este tipo de ribosomas, ¿se podría utilizar la ribosomicina para combatir infecciones bacterianas en los seres humanos? [0,5]. ¿Sería recomendable este antibiótico en el caso de una infección vírica? [0,5]. Razone las respuestas.

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Extremadura, Junio de 2021, pregunta 4

4.- En relación con la imagen responda a las siguientes cuestiones:

A. Diga qué orgánulo representa e indique dos características que permitan su identificación. (0,5 puntos)
B. Cite las partes numeradas del 1 al 6. (0,5 puntos)
C. Diga qué vía metabólica tiene lugar en el compartimento señalado con el número 4 y defínala (0,5 puntos)
D. Indique dos semejanzas de este orgánulo con las bacterias, razonando brevemente la respuesta. (0,5 puntos)

Asturias, Julio de 2021, pregunta 2B

a. Dibuje un esquema de una mitocondria, en el que aparezcan señalados 5 componentes o estructuras. (Calificación máxima 0,5 puntos)
b. La figura representa esquemáticamente las actividades más importantes de una mitocondria. ¿Cómo se denominan los procesos señalados 1 y 2? Indique en qué lugares de la mitocondria se producen estos dos procesos. (Calificación máxima 0,5 puntos)


c. Explique cinco similitudes entre la mitocondria y el cloroplasto. (Calificación máxima 1 punto)

Ideas fundamentales sobre mitocondrias

Las mitocondrias son orgánulos celulares energéticos de forma alargada, formadas por una doble membrana (membrana mitocondrial externa y membrana mitocondrial interna), un espacio intermembranoso y una matriz mitocondrial.

El origen de las mitocondrias y los cloroplastos está en algunas bacterias aerobias y otras bacterias fotosintéticas que fueron ingeridas por algunos procariotas y tuvieron una relación de simbiosis y evolucionaron juntas. Por eso, mitocondrias y cloroplastos son orgánulos parecidos a las células procariotas.

Así, se formaron las mitocondrias y cloroplastos, orgánulos muy parecidos a las células procariotas, que dieron lugar a las células eucariotas.

  • Matriz mitocondrial: Contiene:
  • Membrana mitocondrial interna
    • Crestas mitocondriales: repliegues donde están las enzimas de la cadena respiratoria y la ATPasa mitocondrial (síntesis de ATP).
    • Tiene proteínas transportadoras para que pasen iones y otras sustancias.
    • No tiene colesterol.
  • Membrana mitocondrial externa
    • En contacto con el citosol.
    • Proteínas con grandes canales acuosos o porinas que hacen que sea una membrana muy permeable.
  • Espacio intermembranoso
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