. Mitocondrias

. Metabolismo

. Energía

. Peroxisomas

Biología Humana Celular y Molecular

Profesor Titular

Dr Eduardo Kremenchutzky

Mitocondrias

Son las organelas en las que se produce la respiración celular, obteniéndose la mayor parte de la energía necesaria para la célula.

Se reproducen en forma independiente, por fisión binaria, en forma no sincronizada con la célula a la que pertenecen.

Estructura

 1- AUTOTROFAS : utilizan

como fuente de carbono el CO2 atmosferico

2- HETEROTROFAS : utilizan el carbono de compuestos

organicos. 

1-FOTOSINTÉTICAS: utilizan como fuente de energía la luz

solar

2-QUIMIOSINTÉTICAS : utilizan como fuente de energía la liberada en

reacciones químicas exotérmicas o exergónicas

Vías Metabólicas

Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células y posibilitan la vida. Implican intercambio de materia y energía con el medio ambiente.

Catabolismo: conjunto de reacciones del metabolismo en las que se degrada materia orgánica, liberando la energía de sus enlaces químicos.

Anabolismo: conjunto de reacciones del metabolismo en las que se sintetiza materia orgánica. Requiere energía para formar enlaces químicos.

La energía liberada en las reacciones catabólicas es transportada hacia las anabólicas por la molécula de ATP, considerada “moneda energética”´.

Ciclo del ATP

Estructura de la Molécula de ATP

El ATP o adenosín tri-fosfato, contiene Uniones de Alta Energía (U.A.E.) en las que transporta la energía desde las reacciones catabólicas hasta las anabólicas.

Fuentes de Carbono y Energía para el Metabolismo Celular

- AUTOTROFAS : células que utilizan como fuente de C el CO2 atmosférico- HETEROTROFAS : utilizan el carbono de compuestos orgánicos.- FOTOSINTÉTICAS: utilizan como fuente de energía la luz solar- QUIMIOSINTÉTICAS : utilizan la energía liberada en reacciones . . . químicas exotérmicas o exergónicas.

ORGANISMO FUENTE DE C FUENTE DE E EJEMPLO

Fotolitotrofo CO2 Luz Vegetales

Cianobacterias

Fotobacterias

Fotorganotrofo Compuestos orgáncios

Luz Bacterias purpúreas

Quimiolitotrofo CO2 Reacciones redox Bactterias desnitrificantes

Quimiorganotrofo Compuestos orgánicos

Rwacciones redox Bacterias, Hongos, Animales

Respiración

RESPIRACIÓN EXTERNA

PULMONES

CÉLULAS DEL CUERPO

O2 CO2

RESPIRACIÓNCELULAR

sangre sangre

CO2

CO2

Respiración Celular

Ausencia de O2

en la célula

Presencia de O2

en la célula

Respiración Anaeróbica

Respiración AeróbicaGlucólisis

Respiración Celular Aeróbica: etapas

Glucólisis

Ciclo de

Krebs

Cadena Respiratoria

MITOCONDRIACITOSOL

Formación de Acetil-CoA

En la mitocondria, el ácido pirúvico pierde un CO2 y H+, se une a una molécula de coenzima A y forma la Acetil Co-A,

sustancia clave para el metabolismo.

Ciclo de Krebs

El Ciclo de Krebs produce CO2,

NADH+H+ y FADH2

Cadena Respiratoria

Oxígeno gaseoso proveniente de los capilares

Es una cadena de coenzimas mitocondriales transportadoras de

electrones que catalizan la transferencia de los mismos hacia el

oxigeno.

Fosforilación Oxidativa: obtención de energía

Sucesos de Cada Etapa

- Glucólisis: ruptura de una glucosa en dos moléculas de tres carbonos cada una (ácido pirúvico), liberando la energía neta como para producir dos ATP. Ocurre en el citosol.

- Ciclo de Krebs: termina de degradar lo que queda del ácido pirúvico. Ocurre en la matriz mitocondrial.

- Cadena Respiratoria: los productos del ciclo de Krebs son oxidados en las crestas de las mitocondrias. Se libera la energía que permite formar ATP (fosforilación oxidativa).

Crestas

La membrana interna está plegada en crestas. Estas crestas contienen partículas proteicas que producen la energía en el proceso de respiración celular.

Ubicación de las Partículas F1-F0

Membrana ExternaEspacioPartículas F1-F0

Detalle de una cresta

Las partículas F1-F0 son complejos de proteínas de la membrana interna de las mitocondrias, donde se produce la energía en el proceso respiratorio.

Estructura de una Partícula F1-F0

PartículaF0

PartículaF1

Membrana

interna

ATP-sintetasa

Componentes Mitocondriales de Membrana

UBICACIÓN FUNCIÓN

Citocromos Membrana interna

Transporte de electrones

Cardiolipina Membrana interna

Impermeabilidad de membrana interna

Creatín-fosfo-quinasa (CPK)

Membrana interna

Transporte de electrones

Adenilatoquinasa Cámara Formación de ATP

Porinas Membrana externa

Formación de canales para transporte de moléculas

Origen de las Mitocondrias

Hipótesis Endosimbiótica: sostiene que las mitocondrias pudieron ser procariontes primitivos de vida libre, que fueron incorporados por células eucariontes primitivas permaneciendo en estado de simbiosis.

Se basa en.

- ADN circular, desnudo, una sola molécula

- Ribosomas de 70S

- Crestas similares a mesosomas.

ADN MitocondrialADN

MITOCONDRIALADN

NUCLEAR

ESTRUCTURA circular lineal

HISTONAS (proteínas) no tiene si tiene

ORIGEN DE LA DUPLICACION

único Múltiple

TAMAÑO chico grande

GENES 37 50. 000

PARTES SIN INFORMACION

pocas muchas

GENES PARA ARNt 22 31

GENES PARA ARNr mas chicos mas grandes

CODIGO GENETICO diferente en 4 codones

SE TRANSCRIBEN las 2 cadenas una cadena

PROCESAMIENTO simultaneo a la trascripción

posterior a la trascripción

COPIAS IGUALES varias dos

. Peroxisomas

Figure 2 Schematic representation of the functional interaction between peroxisomes and mitochondria in the Figure 2 Schematic representation of the functional interaction between peroxisomes and mitochondria in the oxidation of pristanic acid (upper panel) and hexacosanoic acid (C26:0) (lower panel) oxidation of pristanic acid (upper panel) and hexacosanoic acid (C26:0) (lower panel)

Biochemical Society Transactions www.biochemsoctrans.org Biochem. Soc. Trans. Biochemical Society Transactions www.biochemsoctrans.org Biochem. Soc. Trans. (2001) 29, 250-267 (2001) 29, 250-267

Ubicación y Funciones

Micrografía electrónica de peroxisomas.

Son organelas limitadas por membrana, presentes solo en células animales.

Presentan una zona de alta densidad en su interior, llamada cristaloide.

Contienen enzimas oxidativas como la catalasa y la peroxidasa, entre otras.

Funciones

- Degradación de óxidos, con la consecuente formación de H2O2

- Neutralización del H2O2 mediante la enzima catalasa, en H2O y O2

Se reproducen independientemente de la célula que los contiene. Al igual que las mitocondrias, se dividen por bipartición.