TEMA 10

MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS

MITOCONDRIA

Presentes en todas las células eucariotas, se encargan de la obtención de energía en forma de ATP mediante la respiración celular.

El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina condrioma.

El número de mitocondrias varia en los distintos tipos celulares y está relacionado con sus necesidades energéticas.

MITOCONDRIAS

MITOCONDRIAS

Orgánulos ovales limitados por doble membrana

Se invagina en numerosos repliegues perpendiculares

al eje de la mitocondria Semejante al de los

procariotas

Recubren la cara interna de la

membrana interna

Medio acuoso con enzimas, RNA, DNA y ribosomas

MITOCONDRIAS

Membrana mitocondrial externa

Posee un elevado contenido en proteínas. Proteínas transmembranosas (porinas) que le dan una gran

permeabilidad frente a electrolitos, agua y moléculas grandes.

A continuación, se encuentra el espacio intermembrana, de contenido similar al del citosol.

Membrana mitocondrial interna

Es bastante impermeable. Su contenido en proteínas está en torno al 80%. Permeasas, proteínas transportadoras específicas. Componentes de las cadenas transportadoras de electrones. ATP-sintetasas o partículas elementales F1. Muchas enzimas relacionadas con los procesos metabólicos

Entre sus lípidos de membrana no aparece el colesterol, al igual que en la membrana plasmática bacteriana, por lo que tiene gran fluidez.

Membrana mitocondrial interna

Matriz mitocondrial

Rica en enzimas: se llevan a cabo numerosas reacciones. Ribosomas mitocondriales o mitorribosomas, (70s) similares a los

bacterianos. ADN mitocondrial circular de doble hebra, como los bacterianos. ARN mitocondrial. Enzimas de la replicación, transcripción y traducción del ADN

mitocondrial. Enzimas necesarios para los procesos metabólicos que se realizan

en la matriz. También se encuentran iones de calcio y fosfato.

Funciones de las mitocondrias

Respiración mitocondrial. Continuación de la glucólisis (citoplasma) con el ciclo de Krebs (matriz mitocondrial).

La cadena respiratoria que se realiza en la membrana interna. En esta se oxidan los NADH y los FADH2 obteniéndose energía en forma de ATP.

Fosforilación oxidativa. En las particulas F se realiza la síntesis de ATP.

La β-oxidación de los ácidos grasos. La duplicación del ADN mitocondrial y la biosíntesis de

proteínas en los ribosomas

PLASTOS

Grupo de orgánulos que producen y almacenan productos nutritivos en algas y plantas.

Derivan de proplástidos, pequeños orgánulos presentes en los tejidos meristemáticos (en activa división). Leucoplastos. Acumulan sustancias:

Los amiloplastos reservan almidón en los tejidos no fotosintéticos. Oleoplastos Proteoplastos

Los cromoplastos son los que poseen pigmentos que les dan color Cloroplastos (clorofila de color verde) Rodoplastos (ficoeritrina de color rojo) Los etioplastos son plástidos de hojas crecidas en ausencia de luz, que cuando se

exponen a la luz se desarrollan en cloroplastos.

CLOROPLASTOS

Exclusivo de células vegetales.

Poseen clorofila Su función es la

fotosíntesis. Mediante las energía

solar y mediante la clorofila en estos orgánulos se sintetiza materia orgánica a partir de materia inorgánica.

CLOROPLASTOS

CLOROPLASTOS

Membranas de los cloroplastos

Los cloroplastos están delimitados por dos membranas, una interna y otra externa.

La externa es muy permeable, mientras que la interna es casi impermeable. por lo que posee una gran cantidad de permeasas, denominadas proteínas translocadoras.

Ambas membranas carecen de clorofila y entre sus lípidos, al igual que en las mitocondrias, no está el colesterol.

Estroma

Análogo a la matriz mitocondrial, contiene: Enzimas del ciclo de Calvin, encargados de producir glucosa a

partir de CO2 y agua (la más importante es la Rubisco) Enzimas responsables de la reducción y asimilación de

nitratos y sulfatos. Ribosomas 70S semejantes a los de bacterias ADN circular y bicatenario ARN Los enzimas para la transcripción, traducción y replicación

del ADN Inclusiones de granos de almidón y gotas lipídicas.

Tilacoides

Tercer sistema de membranas, formado por sacos planos, de forma discoidal, interconectados.

Forman un tercer compartimiento, cuyo interior se denomina espacio intratilacoidal o lumen tilacoidal.

Los sáculos se agrupan formando pilas: grana.

Los grana se comunican por sacos estromáticos.

Membrana de los tilacoides

Es impermeable a la mayoría de las moléculas e iones.

Contiene los pigmentos fotosintéticos.

Las proteínas de la membrana tilacoidal se clasifican en: tres grupos: Proteínas asociadas a los pigmentos (Fotosistemas).

Proteínas de la cadena fotosintética de transporte electrónico.

El complejo ATP-sintasa, cuya estructura y función son semejantes al de la mitocondria.

Pigmentos en los cloroplastos

Clorofila, pigmento verde de varios tipos (en las plantas terrestres las más comunes son las clorofilas a y b, pero en las algas hay otros tipos).

Carotenoides y xantofilas, pigmentos amarillos y naranjas que absorben radiaciones luminosas en zonas del espectro visible donde no absorben las clorofilas (pigmentos fotosintéticos accesorios)

Funciones de los cloroplastos

Realización de la fotosíntesis, en dos fases: Fase luminosa Fase oscura

Síntesis de ATP mediante la quimioósmosis. Se origina un gradiente químico de H+ cuya energía es utilizada por las ATP-sintetasas para la formación de ATP.

Otras vías metabólicas, que se realizan en el estroma, son: La biosíntesis de proteínas. La replicación del ADN. La biosíntesis de ácidos grasos. Reducción y asimilación de nitratos (a nitritos) y sulfatos.

Origen de mitocondrias y cloroplastos

Célula primitiva

Bacterias aerobias

Mitocondria Cloroplasto

Cianobacterias

Autonomía de mitocondrias y cloroplastos

Las mitocondrias y los cloroplastos se consideran orgánulos semiautónomos que en algunos aspectos se parecen a las bacterias.

Poseen DNA, RNA y ribosomas 70S por lo que son capaces de sintetizar proteínas.

Se reproducen por división binaria, y por tanto, transmiten información genética.

Semejanzas entre mitocondrias y cloroplastos

Función. Las mitocondrias y los cloroplastos son los orgánulos energéticos de las células eucarióticas.

Estructura. La gran cantidad de membrana interna que contienen los diferencia de los demás orgánulos celulares. En esta membrana se lleva a cabo el transporte de electrones necesario para la obtención de ATP y estos procesos son muy parecidos en ambos orgánulos.

Autonomía. Ambos orgánulos, son semiautónomos pues contienen los componentes necesarios (DNA, RNA y ribosomas) para la síntesis de algunas de sus propias proteínas. Además, se reproducen por división binaria, como las bacterias.

Origen. Según la teoría endosimbiótica, tanto las mitocondrias como los cloroplastos han evolucionado a partir de procariotas primitivos.

Diferencias entre mitocondrias y cloroplastos

Tamaño. El cloroplasto es mucho mayor que la mitocondria. Estructura. El cloroplasto tiene tres membranas distintas y por tanto

tres compartimentos internos separados, mientras que la mitocondria sólo tiene dos membranas y dos compartimentos.

Función. La de la mitocondria es la respiración celular y la del cloroplasto la fotosíntesis. Los cloroplastos contienen los pigmentos clorofílicos necesarios para realizar la fotosíntesis, que le dan el color verde.

Localización. Las mitocondrias se encuentran en células animales y vegetales, mientras que los cloroplastos son exclusivos de las células vegetales.

Origen. Las mitocondrias proceden de primitivas bacterias aeróbicas y los cloroplastos de primitivas cianobacterias.