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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.

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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:

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.

El espacio intermembranoso

Situado entre las membranas externa e interna, de composición similar a la del citosol por la permeabilidad de la membrana mitocondrial externa, aunque contiene enzimas que le permiten transferir la energía del ATP obtenido en la mitocondria a otros nucleótidos, por ejemplo, el AMP.

Partes de la mitocondria. Actividad basada en la pregunta 3 de Aragón, Junio de 2022.

Señala el nombre del orgánulo o estructura correspondiente a cada número.

1- .
2- .
3- .
4- .
5- .
6- .

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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)

Aragón, Junio de 2022, pregunta 3

3. Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) Indique qué orgánulos son los marcados con los números 1 y 2. (0,2 puntos)
b) Explique en un par de líneas la función principal de ambos orgánulos. (0,6 puntos)
c) La fotografía, ¿Podría pertenecer a una célula procariota? ¿Y vegetal? ¿Y animal? Razónelo. (0,6 puntos)
d) La imagen de la derecha corresponde a una región ampliada del orgánulo 1. Indique los nombres de las estructuras numeradas del 3 al 6. (0,4 puntos)
e) Indique una ruta metabólica que se lleve a cabo en la región numerada como 6. (0,2 puntos)

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)

Comunidad Valenciana, Junio de 2022, pregunta 3.1

Observa la imagen del orgánulo celular, visto mediante el microscopio electrónico de transmisión (3 puntos).

a) Indica el nombre del orgánulo y su función principal explicando la importancia biológica de ésta.

b) Observa los números e indica a qué estructuras o partes del orgánulo corresponden, indicando qué reacciones metabólicas tienen lugar en cada una de ellas.

Navarra, Julio de 2022, pregunta 8

En la figura B se presenta un orgánulo.

a) Indica cuál es y qué función tiene en la célula.

b) Identifica las distintas partes numeradas del 1 al 7.

c) Indica qué papel cumplen las partes 4 y 5 en el orgánulo.

Cantabria, Junio de 2024, pregunta 9

En la figura 2 se muestra una imagen de microscopía electrónica donde se observan dos orgánulos membranosos de una célula eucariota.

a) Nómbrelos, y

b) mencione una función del marcado con el número 1.

c) Nombre e indique una función o ruta metabólica de las estructuras o espacios señalados con los números 2, 3, y 4.

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

Repasando las mitocondrias

Pregunta

¿Cuál es la función principal de las mitocondrias?

Respuestas

Sintetizar proteínas.

Regular el pH celular.

Transportar nutrientes.

Producir energía.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cómo se llama el conjunto de todas las mitocondrias de una célula?

Respuestas

Nucleoma.

Mitoconjunto.

Condrioma.

Mitorred.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué función desempeñan las crestas mitocondriales en la estructura de las mitocondrias?

Respuestas

Sintetizar proteínas mitocondriales.

Incrementar la permeabilidad.

Facilitar la replicación del ADN mitocondrial.

Aumentar la superficie para reacciones químicas.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué función realiza la ATP-sintasa de la membrana mitocondrial interna?

Respuestas

Cataliza la síntesis de ATP.

Activa los ácidos grasos.

Transporta electrones.

Incrementa la permeabilidad.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué información contiene el ADN-mitocondrial?

Respuestas

Información para la fotosíntesis.

Información para la síntesis de proteínas mitocondriales.

Información para la replicación del ADN nuclear.

Información para la síntesis de ARN citoplasmático.

Retroalimentación

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