Biogenesis

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Biogénesis mitocondrial y ejercicio
Lic. María Fernanda Insua
Licenciada en Ciencias Biológicas con orientación en Biología Celular Becaria de Doctorado del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Argentina (CONICET), en el Laboratorio de Neurobiología del Desarrollo del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca - INIBIBB.

La actividad contráctilcrónica produce biogénesis mitocondrial en el músculo, entendiendo estos términos como los procesos celulares involucrados en la síntesis y degradación de estas organelas.
Mecanismos celulares de biogénesis mitocondrial
    La iniciación de la biogénesis mitocondrial en las células musculares comienza con ciertas señales provocadas por la contracción del músculo. La magnitud de la señal/es,indudablemente hasta cierto punto, está relacionada con la intensidad y duración del esfuerzo contráctil. Esta señalización puede potencialmente conducir a 1) la activación o inhibición de factores de trascripción, los cuales afectarán la velocidad de trascripción, 2) la activación o inhibición de factores de estabilización del RNAm, los cuales median cambios en la velocidad de degradación del RNAm, 3)alteraciones en la eficiencia de la traducción a proteínas, 4) la modificación post-traduccional de las proteínas, 5) cambios en la cinética de importación de proteínas mitocondriales y/o 6) alteraciones en la velocidad de ensamblado de las subunidades que conforman los complejos enzimáticos mitocondriales.

Lic. M Fernanda Insua (Modificado de Hoods, 2001)
    Además, la señal/es podría sertransmitida directamente a la mitocondria para iniciar la replicación o trascripción del ADNmitocondrial (ADNmt), o tener un efecto sobre la traducción del RNAm a proteínas o en el ensamblado de los complejos enzimáticos.

Eventos iniciales de señalización
    Si hablamos de la actividad contráctil, al inicio de la misma, se sucede un número de eventos rápidos, que forman parte del proceso deseñalización inicial, que conduce a la síntesis de proteínas y lípidos. Estos incluyen: 1) cambios en la conformación de proteínas sensibles al voltaje, respondiendo a potenciales de acción del sarcolema (membrana plasmática del músculo); 2) activación de unas proteínas de la superficie celular llamadas integrinas, que son mecano-transductores (traducen señales mecánicas desde el exterior alinterior celular); 3) flujo de iones (por ej. de Ca2+) en la célula muscular en contracción; 4) cambios en la duración de los puentes cruzados y el desarrollo de la tensión y 5) el recambio de ATP y la subsiguiente estimulación del metabolismo.
    Se discutirán principalmente los eventos relacionados con la señalización por calcio y el recambio de ATP.
Calcio. Su liberación del retículosarcoplásmico, permite la interacción de la actina y la miosina en la célula muscular. También es muy reconocido como un importante segundo mensajero en una variedad de células, incluyendo las musculares. Incrementos en la concentración de calcio citosólico pueden activar un número de proteínas kinasas (por ej la Ca2+/calmodulina kinasa II, la proteína kinasa C (PKC)) y fosfatasas (por ej, la calcineurina),las cuales en última instancia envían sus señales al núcleo para alterar la velocidad de la trascripción de ciertos genes (proceso de síntesis de ARNm a partir del ADN).
    Existen otros eventos en los que participa el calcio que podrían estar relacionados con la biogénesis mitocondrial. Primero, el incremento de calcio citosólico influencia directamente la velocidad de la respiración uoxidación mitocondrial. Esto ocurre a través de la activación de enzimas deshidrogenasas, las cuales requieren calcio para su actividad completa. El cambio en el calcio mitocondrial causa incrementos en los niveles de ATP tanto en el citosol como en la mitocondria, los cuales permanecen más tiempo, luego de que las elevaciones de calcio mitocondrial han declinado.
    En segundo término, se han...
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