Función de las Mitocondrias: ¿Cuál es? Importancia y mucho más.

¿Sabías qué? La Función del Mitocondrias se basa en generar energía para las células que rodean al cuerpo humano y en el ámbito vegetal por medio de la respiración celular.Conócelas aquí.

¿Cuál es la función de las mitocondrias?

Las mitocondrias  se clasifican como uno de los diversos orgánulos celulares encontrándose en de células de tejidos, como lo son los músculos o el hígado. Por esta razón requieren una enorme cantidad de energía, está encargada de diferentes funciones  y recibe el nombre de organelos energéticos pertenecientes a las células.

La función de las mitocondria es la del proceso de oxidación de los metabolitos, la cual ocurre en mitosol o en la matriz mitocondrial. Esto por medio del ciclo de Krebs nombrado también ciclo de ácido cítrico o incluso de los ácidos tricarboxílicos.

También la función de las mitocondrias es la beta-oxidación de los ácidos grasos es una función de la mitocondria y gracias a estos proceso de fosforilación oxidativa se generan el ATP mitocondrial.

Este último conforma una enorme cantidad de ATP que es procesado enteramente por la célula; y esta tarea no podría llevarse a cabo sin la cadena transportadora de electrones.

Otra función de las mitocondrias es el de resguardo y almacenamiento de diversas sustancias.Como los iones, el agua, las proteínas y además puede guardar también ciertos restos de virus.

Función principal e importancia de las mitocondrias

Principalmente la función de las mitocondrias se encuentra en inyectar energía para activar la célula, permitiéndole a esta producir la respiración celular.

Son una especie de bomba energética y además procesan el trifosfato de adenosina o ATP.Esto gracias a los llamados carburantes metabólicos como la glucosa, los ácidos grasos y los aminoácidos.

Función en la respiración celular

Debemos partir por el punto de que la respiración celular consiste en un proceso en el cual se utiliza la glucosa para la generación de ATP. Hay que destacar que este compuesto pasa por varias etapas para llegar a ese resultado, en el cual la función de las mitocondria es vital pues todo el proceso ocurre dentro de ella.

En la respiración celular se clasifica como una respiración aerobia, esto debido a que en todo su proceso  se requiere del oxigeno.En este proceso existen cuatro fases, la glucosis, la oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico y por último la fosforilación oxidativa. (ver: Función de la Próstata)

La primera fase de la respiración aerobia es la glucosis o lisis, en la que la glucosa se ve desgastada por un constante contacto con dióxido de carbono y agua, para generar en ATP y también un compuesto conocido como NADH.

La segunda etapa se conoce como la oxidación del piruvato y consiste en que el compuesto pirupivato resultante del proceso anterior.Lo que se transforma en carbono acompañado de una coenzima llamada acetil-CoA,  soltando dióxido de carbono y obteniendo aun más NADH.

Ya para la tercera fase, el ciclo del ácido cítrico o mejor conocido como ciclo de de Krebs, la coenzima se une con el carbono, expulsando también dióxido de carbono.Formando de esta forma más cantidad de ATP, NADH y otro compuesto conocido como FADH2.

Finalizando el proceso de la respiración tenemos a la fosforilación oxidativa, aquí los componentes NADH y FADH2 se despojan de sus electrones.Motivando a que estos los protones salgan del citosol, los cuales vuelven por medio de una enzima y dando como resultado más ATP.En este transcurso el oxigeno intercambia electrones y protones para generar agua.

Función de las mitocondrias en la nutrición 

Una de las razones principales de que los seres vivientes tengamos que comer es debido a que, absolutamente todos necesitamos energía para seguir con vida y cumplir con todas nuestras actividades y procesos. (ver: Función del Apéndice)

Con esto partimos de las diversos formas que tenemos para nutrirnos, pues no todos somos iguales y no nos alimentamos de la misma manera.Recordando las diferentes clasificaciones de animales (carnívoros, herbívoros y omnívoros).

La función de las mitocondrias en la nutrición tiene que ver más con la función energética que esta genera en las células.Porque todo ser viviente tiene mitocondrias y estas permiten el almacenamiento y generación de energía.

Las mitocondrias toman el oxigeno y transforman en energía lo que consumimos, entonces, si mantenemos una dieta saludable nuestras mitocondrias estarán saludable.

Ya que estas son un factor determinante en la carrera contra el envejecimiento gracias a la función de las mitocondrias, lo que significa: mitocondrias sanas, mejor rendimiento.

Origen

El origen de la mitocondria remonta aproximadamente en unos 1500 millones de años, fue cuando se unieron para evolucionar dos células.Una  de ellas era una procariota capacitada para generar energía por medio del oxigeno molecular.Y la otra era una procariota o eucariota que estaba pasando por la fagocitosis; ocurriendo de esta forma la simbiosis de estas dos células.

Por un lado la célula en fagocitosis daba energía más que nada en trifosfato de adenosina o mejor conocido por sus siglas el ATP, mientras que a su vez la otra célula brinda un espacio seguro lleno de nutrientes.El convenio entre estas dos células les permitió alojarse en un organismo mayor, hasta el punto de fusionarse con él, naciendo la mitocondria.

Un dato curioso de este organelo, son las tantas similitudes que existen entre las mitocondrias y las bacterias, su gran parecido es debido a sus componentes y tamaño, pues las dos tienen ADN que solo les pertenece a ellas.

Las membranas de ambas poseen componentes iguales, el manejo de energía que procesan y así como estas muchas más características, pero tienen roles diferentes.

Descubrimiento de las mitocondrias

Hay que decir que las primeras menciones de a mitocondria se les podría atribuir a muchas personas, que en diferentes investigaciones llegaron a conclusiones similares y muchos sin tener la menor idea de los resultados de los demás.

Por ejemplo: al botánico  Kolliker originado de suiza, debido a diversos estudios que estaba haciendo a insectos, entre los años de 1880 y 1888, se topó con gránulos alojados en las células musculares de estos y los nombró sarcosomas.

Ya en el año de 1882 en Alemania se descubrió una especie de uniones por Walther Flemming, llamándolas de este modo fila.Dos años más tarde, este mismo descubrimiento lo pudo observar Richard Altmann, el cual en su escrito “Die Elementarorganismen” los designó como parásitos, los que poseían su propio metabolismo, definiéndolos como bioblastos.

Por otro lado, en Italia, Leopoldo Maggi en sus estudios nombró a los plastidulos, los que contenían fuertes características similares a la mitocondria.

Reconocimiento oficial

Pese a todo esto, el nombre de mitocondrias que conocemos hoy día, se oficializó en el año de 1916 en Estados Unidos por el microbiologo Nathaniel Harrington Cowdry.Sin embargo, cabe destacar que fue Carl Benda en el año de 1889 fue el originario de reconocerlas con ese nombre de mitocondria.

Describiéndola como brillantes granos de “cristal violeta y alizarina” refiriéndose a su color, que con antelación se les había llamado citomicrosomas por Velette St. George.

Para el año de 1904, F. Meves, corrobora la presencia de este orgánulo en una planta, específicamente en la pequeña capa de células.Estas recubrían las células madres alojadas en la microespora de una especie de planta acuática llamada Nymphaea.

Ocho años más tarde, en el año de 1912 el señor Kingsbury, en sus investigaciones, relacionó las mitocondrias con la respiración celular.Luego un año más tarde, otro científico, Heinrich Earburg confirma la cadena respiratoria de la cual se encarga la mitocondria y también el nexo con las enzimas.

Para el año de 1934 las mitocondrias pudieron ser aisladas por medio de homogeneizados de hígado.Luego los investigadores Hogeboon, Schneider y Palade, lograron consolidar el hecho de que la mitocondria es, efectivamente, en donde se genera la respiración celular.Algo digno de mención es que en el año de 1963 Margit M. K. Nass y Sylvan Nass hicieron el hallazgo del ADN mitocondrial.

Estructura de la mitocondria

Seamos honestos, la descripción de una mitocondria a nivel estructural es un tanto complicada.Debido a la capacidad que tienen las mismas de deformarse, dividirse y fusionarse entre sí.

Sin embrago se les generaliza de forma alargada, de un tamaño aproximado de diámetro de 0.5 a 1 micrómetro (μm) y de longitud puede llegar hasta las 8 micrómetro (μm).

La cantidad de mitocondrias en la célula depende enteramente de la necesidad que tenga esta a nivel energético, a este conjunto se les llama condrioma celular.

La estructura de la mitocondria se compone principalmente de su membrana externa.La cual esta conformada por iones, metabolitos y una gran cantidad de polipéptidos, logrando hacer que esta caparazón sea permeable.

La razón de esto es debido a muchas proteínas, que en conjunto dan forma a los poros, denominados como porinas o VDAC, refiriéndose a ellos como canales aniónicos.

Los cuales dependen de la suministración de voltaje, permitiendo que por esta vía se transporten las moléculas con una masa de 10 kilodalton (KDa) y con un tamaño de 2 nanómetros (nm).

Las mitocondrias son cubiertas por dos membranas, diferenciadas estrella ambas por sus funciones y tareas, estas a su vez están divididas en tres diferentes espacios.El citosol es uno, también llamado matriz citoplasmática, está el espacio intermembranoso y por último la matriz mitocondrial.

Membrana externa

Esta se denomina como una bicapa limpidica y es la que forma los poros, también llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje).La formación de este conducto es generado por las proteínas que se encuentran en esta capa.Por este conducto puedes transportarse moléculas con un tamaño que oscila entre los 5000 daltón y con diámetros de 20 ángstrom (Å).

La membrana exterior no realiza tantas funciones enzimáticas o de transporte.Pero es permeable debido a los iones, metabolitos y polipéptidos, gracias a las ya mencionadas proteínas que conforman un alrededor de un 60 o 70% de ella.

Membrana interna

La función de las mitocondras en esta membrana es de la reubicación de las moléculas y así como la exterior.Está conformada en su gran mayoría de proteínas, repasando el porcentaje de la anterior con un 80%.

Esta membrana no construye poros pero sí contiene un alto valor de complejos enzimáticos y también diversos sistemas de transporte transmembrana, encargados de la reubicación.

Espacio intermembranoso

Entre las membrana interna y la externa se encuentra este espacio intermembranoso, este lo conforma un liquido que se asemeja mucho al hialoplasma.

En este se aloja una inmensa cantidad de protones, la causa de de esa concentración es por la fluctuación de ellos mismos en la cadena respiratoria de la mitocondria.

Otro de los componentes son las diferentes enzima, que juegan un papel decisivo en el intercambio del enlace de energía de ATP.Cumpliendo con la función de las mitocondras, algunos de ellos son la creatina quinasa o la adenilato kinasa.

Hay que destacar también la presencia de la molécula carnitina, que se encarga de llevar los ácidos grasos desde el citosol hasta la matriz de la mitocondria.Lugar en el cual podrán hacer el proceso de oxidación o mejor dicho beta-oxidación.

Crestas mitocondriales

Este es un tipo de membrana, es un sistema totalmente diferente a las dos anteriores.Sin embargo, las crestas se conectan con ciertas localizaciones estratégicas de la membrana interna.Facilitando de este modo la movilización de los metabolitos en los diversos compartimientos que tiene la mitocondria.

En las eucariontes (núcleo cubierto por una membrana) la forma de las cresta es como la de una pared delgada, que se encuentran en una manera vertical a la ubicación de la mitocondria.

Sirviendo de esta manera como conexión entre ellas; en cambio protistas (nucleoide sin recubierta) se caracterizan por ser de forma cilíndrica o redondo.

Una de las características principales de esta membrana en específico es que se encarga de todo proceso referente al metabolismo oxidativo.Como lo son la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa, así generando otra función de las mitocondras.

Matriz mitocondrial

Es también conocida como mitosol, en ella se aloja una cantidad de molécula, pero no tan grande como en el caso del citosol.Los otros componentes de la matriz mitocondriales son los iones; también los metabolitos que van a ser oxidados.El ADN circular bacteriano, el cual, tiene como lo indica su clasificación, una cierta similitud con los que conforman las bacterias.

Están los ribosomas que pueden llegar a ser de tipo 55S o en el caso de los vegetales es de 70S.Otro nombre de este componente es mitorribosomas y es dentro de ellos que se encuentra el ARN mitocondrial.

Su función principal es el de la sintetización de cierta cantidad de proteínas que se encuentran en la mitocondria.Todo lo anterior le da características parecidas a las que llega a tiene una cierto tipo de célula procariota.

En el mitosol se generan muchas rutas del metabolismo importantes para desarrolló de una vida, se puede mencionar por ejemplo el ciclo de Krebs y la antes mencionada beta-oxidación.

A la que se ven afectados los ácidos grasos, otra oxidación que ocurre aquí es la de los aminoácidos, además se puede apreciar la sintetización de urea y algunos conjuntos de hemo.

Proteínas en las mitocondrias

Ya sabemos que las mitocondrias se dividen netamente en 4 espacios o componentes principales.Esta la membrana externa, la membrana interna, el espacio entre ellas llamado espacio  itermembranoso y por ultimo pero no menos importante, la matriz o mitosol.

Las proteínas en las mitocondrias pasan por diferentes procesos.En particular las proteínas que se dirigen a la membrana interna se ve afectada por una cadena de ejecuciones tiene que ver con la molécula.

Una característica principal de las proteínas, es que antes de entrar en la membrana interna su estado debe ser extendido.Por otro lado las proteínas chaperonas son las gestoras de la preparación de polipéptidos denominadas como Hsp70 y Hsp90.

Jugando un papel de vital importancia, pues gracias a ellas las proteínas pueden ser captadas tanto para la membrana interna y la membrana externa.

En la membrana externa se halla un complejo proteico conocido como TOM, el cual contiene un tipo de receptores capaz de reconocer y unificar proteínas mitocondriales.

Además es poseedor de conductos recubiertos por proteínas, dándole una vía de acceso al interior desde la membrana exterior a los polipéptidos desplegados.Por su parte, la membrana interior también posee un complejo, este es llamado TIM, el cual se divide en dos tipos diferente:

TIM22

Este procede a fusionarse con las diferentes proteínas integrales que se encuentran en la membrana de la célula, la cual siguiendo una secuencia se entremezcla en la bicapa lipídica.

TIm23

por su parte el TIM23, hace un proceso similar al también  unirse con las proteínas, pero estas poseen un presecuencia en el amino terminal.La cuales se conforma por todas aquellas proteínas de la matriz, además el TIM23 reconoce y sirve como guía a las proteínas desde la membrana interna hasta la cabina acuosa interno.

Esta translocación se da naturalmente cuando la membrana interna y la externa no tienen mucha distancia entre ellas, haciendo que la proteína cruza a través de las dos en un mismo periodo de tiempo.Lo que impulsa el movimiento de estas proteínas es el potencial eléctrico, el cual esta con carga positiva.

Abriendo así el paso hasta el mitosol o matriz, generando una gran interacción entre los polipéptidos Hps70 y Hps90.Regulando de esta manera la entrada de la cabina acuosa y cumpliendo el papel de motores que producen fuerza necesaria para realizar la hidrólisis del ATP.

Y así poder conducir el polipéptido en la vía del poro de la translocación, otra tarea importante es la distribución de los mismos polipéptidos  en la membrana.

Función de las mitocondrias y cloroplastos

Llegando a este punto tenemos que mencionar este tema tan importante de la función de las mitocondrias y los cloroplastos.Por un lado venimos hablando de las mitocondrias hace un rato y sabemos que es uno de los dos organelos celulares de los animales que posee ADN,el otro organelo es el núcleo.

Ahora bien ¿Qué tienen que ver los cloroplastos en esto? Pues los cloroplastos también son organelos y también poseen su propio ADN.Conocido como el genoma cloroplastico, la enorme diferencia entre la mitocondria y los cloroplastos es que esta última se encuentra en las células vegetales.

Aclaremos algo, los cloroplastos solo están en las plantas y un tipo de algas, las fotosintéticas, para ser específicos, eso quiere decir que ni los animales ni los humanos tenemos cloroplastos.Entonces ya que manejamos esta información de que los cloroplastos solo están en los vegetales.

Debemos saber para qué sirven; netamente el trabajo del cloroplasto es el de manejar o encargarse del proceso que es bien conocido con el nombre de fotosíntesis.

Sí, ese es su función, y para darle contexto la fotosíntesis consiste básicamente en capturar la energía que proviene de la luz.Utilizándola para generar azúcar con ayuda de un componente que abunda en el mundo últimamente, el cual es el dióxido de carbono.

Una de las características de esta azúcar extraída es que la puede usar la célula, pero también puede ser consumida por el animal que ingiera el vegetal que la contenga.En este caso los cloroplastos tienen una forma de disco y se ubica en el citosol de la célula.

Los cloroplastos cumplen con el almacenamiento de energía, extraída de los azucares ya mencionados anteriormente, los cuales son procesados por medio de la respiración celular.

Su estructura se basa en membranas internas y externas, y demás con un espacio intermebranoso.En el centro tiene unos discos llamados tilacoides que se conectan en línea por las granas

Función de la mitocondria en la célula vegetal

Aclarando la función de ambas, hay que decir que, sí, entre ellas contienen demasiadas similitudes.Pero la función de las mitocondrias en la célula vegetal es la misma que cumple en la célula animal.

Porque esta se encuentra en ambas, sintetizando la energía que guardan las moléculas de una manera que sean de mayor utilidad para las células.

Enfermedades mitocondriales

Por lo general las enfermedades que las aquejan, son aquellas que afectan la función de las mitocondrias y sus procesos, pero las más graves son las que hacen mutar el ADN que posee la mitocondria.

Así como también un ADN mutado desde el núcleo de la célula puede generar una enfermedad mitocondrial.Existen gran cantidad descubiertas alrededor de 150, entre ellas esta la enfermedad de Luft, la cual afeta la cadena de electrones.

Y también la neuropatía óptica hereditaria de Leber que proviene de la mutación del genoma de la mitocondria, afectado como dice su nombre a la visión, hasta tal punto que puede perderse.

El deterioro de la función de las mitocondrias da como resultado variaciones de las enzimas, el ácido ribonucleico o ARN, etc.En su gran mayoría, estas alteraciones afectan directamente al sistema nervioso y también al musculo esquelético.

Una de las causas de las enfermedades degenerativas puede que se deben a los radicales libres que consiguen generarse dentro de estos organelos.Algunas de estas son el Parkinson y el Alzheimer, así como también las cardiopatías.

Función de las mitocondrias en la reproducción

Hay una teoría científica que indica que las posibles afecciones a la mitocondria tiene que ver con la deficiencia de la reproducción femenina, este estudio se enfoca en periodo fértil de la mujer.

Pues el proceso degenerativo del envejecimiento podría ser un motivo que altere la función de las mitocondrias y disminuyan la calidad y capacidad de reproducción.

Afectando de esta manera el oocyto, la cual es la célula germinal que previene al ovulo, así como también al desarrollo del embrión.Debido a que ambos al ser o contener células requieren de una cierta cantidad de ATP, entonces, si no hay un buen funcionamiento de la mitocondria, el proceso de gestación se dificulta bastante.

Hoy en día ya existe una terapia que ha sido desarrollada que permita una reproducción asistida, aislando una serie de mitocondrias optimas que tengan las pacientes.

Para luego juntarlas con el oocyto y  el esperma, cabe destacar que este procedimiento no esta aprobada, pero ya existen casos exitosos de personas que se han sometido a la terapia.

Importancia de las mitocondrias

En principio es dominio público la información de que todos los seres vivientes contienen incontables cantidades de células que los componen.En estas células se encuentra el objeto de este artículo, la función de las mitocondrias, las que son esenciales en el proceso de la vida, su función energética para el desarrollo es primordial.

Básicamente sin las mitocondrias nuestra calidad de vida se vería afectada negativamente, el proceso de energía que lleva a cabo nuestra pequeña amiga al procesar el oxigeno.

Esto la hace merecedora del término indispensable para los seres vivientes.Sin ella nuestra reproducción estaría afectada, así como nuestro sistema nervioso, el desarrollo mental y físico sería totalmente diferente.

Al punto de ser en parte inexistente, tenemos que agradecer a este organelos que es parte de nuestro cuerpo.Que trabaja sin que nosotros no nos demos cuenta, dándonos una mejor forma de vida.

¿La mitocondria se puede perder al evolucionar?

Realmente existen hoy en día organismos vivos que no tienen mitocondrias.Lo más probable es que estos seres que son muy diminutos hayan perdido o corrompido su estructura a lo largo de su evolución.Todo esto lo hierón para conseguir encajar en un nuevo modelo de vida de forma parasitaria, intracelular o anaerobio.

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