Descubre todo sobre la Estructura de la Mitocondria

La estructura de la mitocondria se conoce como una central eléctrica en la célula. Son orgánulos que operan como un sistema digestivo que absorbe nutrientes, los descompone y forma moléculas ricas en energía para la célula.

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Estructura de la Mitocondria

Las mitocondrias poseen una forma perfecta para extender su producción. Están hechas de dos membranas, la membrana externa envuelve el orgánulo y lo contiene como una piel. La membrana interna se pliega varias veces y forma estructuras en capas llamadas crestas. El fluido incluido en las mitocondrias se llama matriz.

Los procesos bioquímicos de la célula se conocen como respiración celular. Varias de las reacciones implicadas en la respiración celular acontecen en las mitocondrias. Las mitocondrias son los orgánulos en funcionamiento que conservan a la célula llena de energía. Si deseas conocer más de las mitocondrias y su estructura, continúa leyendo este artículo…

El plegamiento de la membrana interna agranda el área de superficie dentro del orgánulo. Dado que varias de las reacciones químicas acontecen en la membrana interna, el área de superficie desarrollada crea más espacio para que sucedan las reacciones. Si posee más espacio para trabajar, puede hacer más trabajo, en esta superficie, estrategias similares son utilizadas por micro-vellosidades en sus intestinos.

Las mitocondrias poseen dos membranas, una membrana externa y una membrana interna. Estas membranas están formadas de capas de fosfolípidos, al igual que la membrana exterior de la célula. La membrana externa envuelve la superficie de la mitocondria, mientras que la membrana interna se halla dentro y posee muchos pliegues llamados crestas. (ver artículo: Función del Citoplasma)

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Los pliegues extienden el área de superficie de la membrana, lo cual es significativo porque la membrana interna posee las proteínas implicadas en la cadena de transporte de electrones. También es donde se originan muchas otras reacciones químicas para efectuar las muchas funciones de las mitocondrias. Un área de superficie desarrollada crea más espacio para que sucedan más reacciones y aumenta la salida de las mitocondrias.

El espacio entre las membranas externa e interna se designa como espacio inter-membrana, y el espacio dentro de la membrana interna se llama matriz. Lo que hay en la matriz, no es como las películas en definitivo. Las mitocondrias son especiales porque poseen sus propios ribosomas y ADN flotando en la matriz. Además hay estructuras llamadas gránulos que pueden controlar las concentraciones de iones. Los biólogos celulares aún están explorando la actividad de los gránulos.

Las mitocondrias son estructuras en forma de varilla que se hallan tanto en células animales como en plantas. Es un orgánulo incorporado a doble membrana, que posee la membrana exterior y la membrana interior. Las membranas se conforman de fosfolípidos y proteínas. Los componentes de las mitocondrias son los siguientes:

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Membrana externa

Es suave y está compuesta de cantidades equivalentes de fosfolípidos y proteínas. Posee una gran cantidad de proteínas exclusivas conocidas como las porinas. Las porinas son proteínas de membrana integrales  y admiten que el grupo de moléculas de 5000 daltons o menos de peso pase a través de ellas.

La membrana externa es libremente penetrable a moléculas de nutrientes, iones, moléculas de energía como las moléculas ATP y ADP.

Membrana interna

La membrana interna de las mitocondrias es más complicada en su estructura. Se cierra en varios pliegues varias veces y se conoce como las crestas. Este plegado ayuda a desarrollar la superficie dentro del orgánulo. Las crestas y las proteínas de la membrana interna ayudan en la creación de moléculas de ATP.

Diversas reacciones químicas tienen lugar en la membrana interna de las mitocondrias. A diferencia de la membrana externa, la membrana interna es rigurosamente permeable, es permeable solo al oxígeno, ATP y además ayuda a regular la transferencia de metabolitos a través de la membrana. (ver artículo: Función de la Próstata)

Espacio Inter-membrano

Es el espacio entre la membrana externa e interna de las mitocondrias, posee la misma estructura que la del citoplasma del cerebro. Hay una disconformidad en el contenido de proteínas en el espacio inter-membrana.

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Matriz

La matriz de las mitocondrias es una mezcla compleja de proteínas y enzimas. Estas enzimas son significativas para la síntesis de moléculas de ATP, ribosomas mitocondriales, ARNt y ADN mitocondrial.

Con relación a la estructura de las mitocondrias podemos resumir los siguientes puntos:

  • Las mitocondrias están cercadas por dos membranas: una membrana externa lisa y una membrana mitocondrial interna intensamente doblada o tubular, que posee una gran superficie y encierra el espacio de la matriz.
  • Los pliegues de la membrana interna se conocen como crestas, y las prominencias en forma de tubo se llaman túbulos.
  • El espacio inter-membrana está situado entre las membranas interna y externa.
  • El número y la forma de las mitocondrias, así como el número de crestas que poseen, pueden diferir considerablemente de un tipo de célula a otro.
  • Los tejidos con metabolismo oxidativo intensivo, por ejemplo, el músculo cardíaco, poseen mitocondrias con un número exclusivamente elevado de crestas.
  • Inclusive dentro de un tipo de tejido, la forma de las mitocondrias puede variar dependiendo de su estado funcional.
  • Las mitocondrias son organelos móviles, plásticos.
  • Las mitocondrias posiblemente se desarrollaron durante una fase temprana de la evolución a partir de bacterias aeróbicas que entraron en simbiosis con eucariotas anaeróbicos pre-históricos.
  • Esta teoría endo-simbionte es apoyada por diversos hallazgos. Por ejemplo, las mitocondrias poseen un ADN con forma de anillo, cuatro moléculas por mitocondria y poseen sus propios ribosomas. El genoma mitocondrial se formó cada vez más pequeño durante el curso de la evolución.

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  • En humanos, aún contiene 16,569 pares de bases, que codifican dos ARNr, 22 ARNt y 13 proteínas.
  • Solo estas 13 proteínas, en su conjunto sub-unidades de complejos de cadenas respiratorias, se originan en la mitocondria. (ver artículo: Función del Apéndice)
  • La envoltura mitocondrial que consta de dos membranas igualmente apoya la teoría del endosimbionte.
  • La membrana interna, derivada del simbionte anterior, tiene una estructura que recuerda a los procariotas.
  • Contiene la cardiolipina lipídica inusual, pero casi ningún colesterol.
  • Ambas membranas mitocondriales son muy ricas en proteínas.
  • Las porinas en la membrana externa permiten el intercambio de pequeñas moléculas entre el citoplasma y el espacio intermembrana.
  • La membrana mitocondrial interna es totalmente impermeable inclusive para moléculas pequeñas, con la excepción de- O2, CO2 y H2O.
  • Muchos transportadores en la membrana interna certifican la importación y exportación de metabolitos importantes.
  • La membrana interna igualmente transporta complejos de cadenas respiratorias, ATP sintasa y otras enzimas.
  • La matriz igualmente es rica en enzimas.

En cuanto al uso de oxígeno para liberar energía, y cómo se produce la respiración celular en las mitocondrias, se dice que la matriz está llena de agua y proteínas, estas proteínas toman moléculas orgánicas, como el piruvato y la acetil CoA, y las asimilan químicamente. Las proteínas integradas en la membrana interna y las enzimas implicadas en el ciclo del ácido cítrico definitivamente liberan las moléculas de agua, y dióxido de carbono, de la descomposición del oxígeno y la glucosa.

Las mitocondrias son los únicos lugares en la célula donde el oxígeno se reduce y posteriormente se descompone en agua.  Las mitocondrias igualmente participan en el control de la concentración de iones de calcio dentro de la célula. Trabajan muy de cerca con el retículo endoplásmico para restringir la cantidad de calcio en el citosol.

¿Que es?

Las mitocondrias son minúsculos orgánulos que flotan libres por toda la célula. Ciertas células poseen varios miles de mitocondrias, mientras que otras no poseen ninguna. Las células musculares necesitan mucha energía para que tengan un montón de mitocondrias. Las neuronas, que son células que transfieren los impulsos nerviosos, no necesitan tantas. (ver artículo: Función del Lenguaje Referencial)

Si una célula siente que no está consiguiendo suficiente energía para subsistir, se pueden crear más mitocondrias. A veces, las mitocondrias pueden desarrollarse o combinarse con otras mitocondrias. Todo depende de las necesidades de la célula. Las mitocondrias son orgánulos dentro de las células eucarióticas que originan trifosfato de adenosina (ATP), la principal molécula de energía utilizada por la célula.

Por esta razón, la mitocondria a veces se imagina como la central eléctrica de la célula. Las mitocondrias se hallan en todos los eucariotas, que son todos los seres vivos que no son bacterias o arqueas. Se cree que las mitocondrias nacieron de bacterias que antes eran de vida libre y se unieron a las células.

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Evolución de las mitocondrias

Se cree que las mitocondrias evolucionaron desde bacterias de vida libre que se transformaron en una relación simbiótica con una célula procariótica, facilitandole energía a cambio de un lugar seguro para vivir. Eventualmente se convirtió en un orgánulo, una estructura dominada dentro de la célula, cuya presencia se utiliza para distinguir las células eucariotas de las células procariotas.

Esto aconteció durante un largo proceso de millones de años, y actualmente las mitocondrias dentro de la célula no pueden vivir apartadas de ella. La idea de que las mitocondrias evolucionaron de esta forma se llama teoría endosimbiótica. La teoría endosbiótica posee múltiples formas de evidencia. Por ejemplo, las mitocondrias poseen su propio ADN que está separado del ADN en el núcleo de la célula.

Se llama ADN mitocondrial o ADNmt, y solo se transmite a través de las hembras porque los espermatozoides no poseen mitocondrias. Recibió su ADNmt de su madre y solo puede transmitirlo si es una mujer que posee un hijo. Igualmente es circular como el ADN bacteriano. Otra forma de evidencia es la forma en que se constituyen nuevas mitocondrias en la célula.

Las nuevas mitocondrias solo surgen de la fisión binaria, o división, que es la misma forma en que las bacterias se reproducen asexualmente. Si todas las mitocondrias se excluyen de una célula, no se pueden crear nuevas porque no hay mitocondrias existentes para dividir.

Las bacterias (entre ellas las que pueden causar fiebre manchada y tifus) se han comparado, y la secuencia es tan similar que propone que las mitocondrias están muy relacionadas con la Rickettsia. También se cree que los cloroplastos, los orgánulos de las plantas donde se origina la fotosíntesis, evolucionaron a partir de bacterias endosimbióticas por razones equivalentes, ya que estas tienen un ADN circular separado, una doble estructura de membrana y se fraccionan por fisión binaria.

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Funciones de las mitocondrias

El trabajo esencial de las mitocondrias es efectuar la respiración celular. Esto quiere decir que toma los nutrientes de la célula, los descompone y los transforma en energía. Esta energía, una vez elegida, es empleada por la célula para llevar a cabo diversas funciones.

Cada célula posee un número distinto de mitocondrias. El número presente de las mismas depende de cuánta energía requiere la célula. Cuanta más energía precise una célula, más mitocondrias deberán estar presentes. Las células poseen la capacidad de producir más mitocondrias según sea requerido. A continuación describimos las funciones más importantes de las células:

  • La función más significativa de las mitocondrias es producir energía.
  • Las moléculas de nutrición más sencillas se envían a las mitocondrias para ser procesadas y para originar moléculas cargadas.
  • Estas moléculas cargadas se combinan con el oxígeno y originan moléculas de ATP. Este proceso se conoce como fosforilación oxidativa.
  • Las mitocondrias ayudan a las células a conservar una concentración proporcionada de iones de calcio dentro de los compartimientos de la célula.
  • Las mitocondrias igualmente ayudan en la construcción de ciertas partes de la sangre y hormonas como la testosterona y el estrógeno.
  • Las células del hígado mitocondrias poseen enzimas que desintoxican el amoníaco.
  • Las mitocondrias igualmente juegan un papel significativo en el proceso de apoptosis o muerte celular programada.
  • La muerte anormal de las células debido a la disfunción de las mitocondrias puede perturbar la función de los órganos.

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Categorías Ciencia

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