Mitocondrias y respiración celular

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Mitocondrias y respiración celular

  1. 1. MITOCONDRIAS Y RESPIRACIÓN CELULAR
  2. 2. MITOCONDRIAS Y RESPIRACIÓN CELULAR Introducción Alimentos (cadenas carbonadas) O2 CO2 y Agua Las Plantas Los Animales y el Hombre NOS HEMOS PREGUNTADO: ¿Cómo los alimentos llegan a transformarse en ENERGIA? ¿Por qué los seres vivos necesitamos O2? ¿En qué parte de nuestro organismo se utiliza el O2?
  3. 3. MITOCONDRIAS Y RESPIRACIÓN CELULAR El Ciclo del Carbono FOTOSÍNTESIS CO2 y H2O Energía Solar Molécula De Almidón ENERGÍA (ATP) Oxígeno Liberado Carbohidratos formados O2 CO2 y H20 Respiración Celular Célula Mitocondria O2 Respiración Pulmonar
  4. 4. LAS MITOCONDRIAS Concepto Son organelos presentes en el citoplasma celular, cuya estructura y función están destinados a generar la ENERGÍA METABÓLICA necesaria para las funciones vitales.
  5. 5. LAS MITOCONDRIAS Importancia Desempeñan un papel crucial en la generación de energía metabólica en las células eucariotas. Son responsables de proveer la mayor parte de la energía útil derivada de la degradación de los carbohidratos y de los ácidos grasos (METABOLISMO OXIDATIVO), la cual convertirá en ATP mediante el proceso de la FOSFORILACIÓN OXIDATIVA.
  6. 6. LAS MITOCONDRIAS Características Generales Probablemente deriven de bacterias aeróbicas (Teoría simbióntica). Se encuentran en todos los tipos celulares. El número de mitocondrias x célula depende del tipo celular. Se ubican en la región celular que tenga mayor demanda de energía. Se desplazan dentro de la célula gracias a microtúbulos y proteínas motoras asociadas, pero en algunos tipos celulares están fijas. Tienen un genoma propio.
  7. 7. LAS MITOCONDRIAS Características Generales: Morfología Predominan las de forma cilíndrica. Experimentan cambios sutiles de forma, derivados de su actividad. Miden ~3µm de largo x 0,5µm de diámetro. Al MET o al ML tienen apariencia bidimensional (elongada, redondeada ovoide o en Y), aunque en realidad son TRIDIMENSIONALES.
  8. 8. LAS MITOCONDRIAS Características Generales: Morfología Apariencia de las Mitocondrias en una Célula Parietal Gástrica Estimulada para Producir Ácido Clorhídrico.
  9. 9. LAS MITOCONDRIAS Características Generales: Morfología Variaciones en la Apariencia de las Mitocondrias al MET
  10. 10. LAS MITOCONDRIAS Características Generales: Morfología Modelo Tridimensional de Mitocondria
  11. 11. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural 2 membranas: -Externa - Interna 2 compartimientos: -Intermembranoso -Matriz
  12. 12. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural Mitocondria Espacio intermembranoso Membrana externa Membrana interna Cresta Matríz
  13. 13. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural LA MEMBRANA EXTERNA Estructura similar a la membrana plasmática Fosfolípidos Proteína (porinas) CARACTERÍSTICAS: Permeable a todos los solutos, excepto, las macromoléculas.
  14. 14. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural LA MEMBRANA INTERNA CARACTERÍSTICAS: Las 2 caras de su bicapa lipídica son asimétricas. Elementos localizados en ella: 1. Moléculas de la Cadena Respiratoria: - NADH-Deshidrogenasa. - b-c1. - Citocromo-oxidasa. - Ubiquinona. - Citocromo C. 2. FAD y Succinato-Deshidrogenasa 3. ATPsintetasa. 4. Fosfolípido doble: Cardiolipina. 5. Canales iónicos y Permeasas.
  15. 15. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural LA MEMBRANA INTERNA Cadena Respiratoria ADN mitocondrial F1 F0 Las Partículas F1 y F0 (antes, partículas elementales) corresponden a la ATP sintetasa
  16. 16. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural EL ESPACIO INTERMEMBRANOSO CARACTERÍSTICAS: Contenido de solutos similar al citosol. Elevada concentración de hidrogeniones.
  17. 17. LAS MITOCONDRIAS Organización Estructural LA MATRÍZ MITOCONDRIAL CARACTERÍSTICAS: Aspecto gelatinoso. Contiene numerosas moléculas: 1. Varias copias de ADN circular. 2. 13 tipos de ARNm. 3. 2 tipos de ARNr (ribosomas). 4. 22 tipos de ARNt. 5. Gránulos (Ca++). 6. Complejo enzimático PDH. 7. Enzimas de la ß-oxidación de ácidos grasos. 8. Enzimas del Ciclo de Krebs (-SDH). 9. CoA, NAD+, ADP, P, O2…
  18. 18. LAS MITOCONDRIAS Reproducción CRECIMIENTO Y DIVISIÓN MITOCONDRIAL = Fisión Binaria = Es el mecanismo mediante el cual se reproducen las mitocondrias, con el fin de reemplazar a las que desaparecen y de duplicar su número durante cada ciclo celular. Formación de Mitocondrias no “de novo” Crecimiento Fisión Segregación
  19. 19. LAS MITOCONDRIAS Biogénesis ¿CÓMO SE GENERAN LAS SEÑALES PARA EL CRECIMIENTO Y DIVISIÓN MITOCONDRIAL Y DE DÓNDE VIENEN LAS MOLÉCULAS NECESARIAS PARA LA DUPLICACIÓN DE SUS COMPONENTES? La BIOGÉNESIS MITOCONDRIAL comprende todos los procesos necesarios para el crecimiento y duplicación de todos los componentes mitocondriales, antes de su división y segregación durante el Ciclo Celular.
  20. 20. LAS MITOCONDRIAS Biogénesis I. ¿CÓMO SE GENERAN LAS SEÑALES PARA EL CRECIMIENTO Y DIVISIÓN MITOCONDRIAL? Ej.: Mitocondrias de las Células Musculares (aún es hipotético) Contracción Muscular Cambios en la conformación de ciertas proteínas Activación de Integrinas (proteínas de membrana) Flujo de iones (Calcio) Recambio de ATP Fosforilación de Proteínas Estimulación del metabolismo
  21. 21. LAS MITOCONDRIAS Origen materno. El ADN mitocondrial es circular y carece de histonas. Sólo 37 genes codificados. Un solo origen de replicación. Sólo 7% de secuencias que no se transcriben. Genera 22 tipos de ARNt y 2 tipos de ARNr. 4 codones con significado diferente al del genoma nuclear. Varios miles de copias por células. Biogénesis EL GENOMA MITOCONDRIAL
  22. 22. LAS MITOCONDRIAS Biogénesis II. ORIGEN DE LAS MOLÉCULAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO Y DUPLICACIÓN MITOCONDRIAL TIPO MOLECULAR INCORPORADO A LA MITOCONDRIA ORIGEN MECANISMO DE INCORPORACIÓN A LA MITOCONDRIA Fosfolípidos para las membranas mitocondriales Membrana del retículo endoplasmático Proteínas citosólicas intercambiadoras ~95% de Proteínas mitocondriales Ribosomas citosólicos libres Chaperonas hsp70 y 60 Péptido señal Túneles proteicos (translocones) …/…
  23. 23. LAS MITOCONDRIAS Biogénesis …/… II. ORIGEN DE LAS MOLÉCULAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO Y DUPLICACIÓN MITOCONDRIAL Sólo 5% de las Proteínas Mitocondriales serán ensambladas en las Mitocondrias, utilizando ARN mitocondrial y aminoácidos de origen citosólico: 7 subunidades del complejo NADH deshidrogenasa. 1 subunidad del complejo b-c1. 3 subunidades del complejo Citocromo-Oxidasa. 2 subunidades de la ATPsintetasa. (LAS 13 SE INTEGRARÁN A LA MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL)
  24. 24. ¡GRACIAS!

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