METABOLISMO AEROBICO EN LA MITOCONDRIA

Dra. Carmen Aída Martínez

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN DE LA MITOCONDRIA BIOGENESIS MITOCONDRIAL GLUCOLISIS CICLO DE KREBS CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES FOSFORILACION OXIDATIVA

Generación de energía

• Moneda energética: ATP

• Generación de ATP:

– Fosforilación a nivel del sustrato

– Fosforilación oxidativa

MITOCONDRIA

La planta energética de la célula

• Organelo membranoso de las células eucariotas

• Es encuentra en el citosol

• Su forma suele ser polimorfa: alargadas, esféricas o como bastoncillos

• El número varía de unas células a otra, en general suelen ser muchas.

ESTRUCTURA

MEMBRANA EXTERNA: 50% lípidos y 50% proteínas; contiene porinas que son proteínas integrales como canales, por lo que es MUY permeable

ESTRUCTURA Posee una doble membrana:

ESTRUCTURA MEMBRANA INTERNA: se repliega hacia el interior formando las CRESTAS MITOCONDRIALES. Es bastante impermeable. Relación proteína/ lípido 3:1 En las crestas mitocondriales, se sitúan más de 60 polipéptidos diferentes entre ellos las ATP sintetasas. Las dos membranas están separadas por un espacio llamado ESPACIO

INTERMEMBRANA

Posee sus propios RIBOSOMAS: 70s Su propio DNA también hay, RNAt y

RNAm, el ADN es circular, pequeño (15 a 20 mil pares de bases), que codifica aprox. 12 proteínas de la membrana interna.

ORGANIZACIÓN MITOCONDRIAL

Ribosomas

rRNA 12s y rRA 16s: genes que

codifican el ARN ribosomal

genes que codifican el complejo I

de NADH deshidrogenasa

genes que codifican el complejo

IV de citocromo oxidasa

genes que codifican el complejo I

de NADH deshidrogenasa

genes que codifican el complejo V

(ATP-sintasa)

genes que codifican el complejo

III (ubiquinona-citocromo b oxido-

reductasa)

ORIGEN DE LA MITOCONDRIA

• Se cree que provienen de bacterias que fueron englobadas por células más grandes. Teoría endosimbiótica

• Similitudes

– ADN

– Tamaño

– Ribosomas

– división

BIOGÉNESIS MITOCONDRIAL

las mitocondrias se replican (se

duplican) de forma espontánea, se generan a partir de mitocondrias existentes: aumentan de tamaño, replican su DNA y experimentan fisión.

FUNCIONES

Realiza la respiración celular o mitocondrial • Ciclo de Krebs • La oxidación de los ácidos grasos • Cadena transportadora de electrones • Fosforilación oxidativa

Síntesis de proteínas en los ribosomas y duplicación del ADN mitocondrial. • El fin primordial es proporcionar a la célula la energía

que necesita para realizar sus actividades.

CITOSOL

Glucolisis

MATRIZ

DESCARBOXILACION DEL

PIRUVATO

MATRIZ

CICLO DE KREBS • En honor a Sir Hans Krebs en 1934-

1937

• Se lleva a cabo en la matriz de la mitocondria.

• Ocurre sólo en presencia de oxígeno.

• Es un ciclo porque comienza con el compuesto oxalacetato que está presente en la matriz de la mitocondria y termina con la reposición del oxalacetato.

CIC

LO D

E K

REB

S D

EL A

CID

O C

ITR

ICO

D

E A

CID

O T

RI C

AR

BO

XIL

ICO

C:/Users/Ivan/Desktop/mitocondria y metabolismo/metabolismo aerobio 12/ciclo de Krebs.mov

CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES

Membrana mitocondrial interna

FADH2

I

II

III IV

Complejo I:

NADH-

coenzima Q

oxidoreductasa

Complejo II:

Succinato-

coenzima Q

oxidoreductasa

Complejo III:

coenzima Q-

citocromo c

oxidoreductasa

Complejo IV:

Citocromo c

oxidasa

- El aceptador final de electrones es oxígeno, que se reduce y se produce H2O.

- Todos los NADH y los FADH2 reducidos en

glucólisis y Krebs van a la cadena de transporte de electrones a oxidarse en NAD y FAD.

- Por cada NADH que entra a la cadena de

transporte de electrones, se producen 3 ATP. - Por cada FADH2 que entra a la cadena de

transporte de electrones, se producen 2 ATP.

C:/Users/Ivan/Desktop/mitocondria y metabolismo/metabolismo aerobio 12/cadena transporte electrones.MOV

Fosforilación oxidativa

• la energía liberada por los electrones en la cadena de transporte de electrones se utiliza para bombear protones (H+) a través de la membrana y establecer un gradiente de protones (H+).

• Este gradiente provee la energía necesaria

para formar ATP cuando los protones regresan a la matriz, fluyendo a favor de su gradiente.

ESPACIO

INTERMEMBRANA

MODELO DE LA ESTRUCTURA DE LA ATP SINTETASA O COMPLEJO ATPasaF0F1

Conformación

sitio activo

O = abierta

T = tensa

L = relajada

32-34 ATP

Glucólisis

2 NADH

Descarboxilación del piruvato

2 NADH

Ciclo de Krebs

6 NADH

2 FADH

LANZADERA

MALATO-ASPARTATO

LANZADERA

GLICEROL FOSFATO

32-34 ATP

36-38 ATP

2 ATP GLUCOLISIS

2 ATP DE KREBS

+

Fermentación Láctica