MITOCONDRIOPATIAS

REVISIÓN

Enfermedades del sistema de fosforilación
oxidativa mitocondrial humano
E. Ruiz-Pesini, E. López-Gallardo, Y. Dahmani, M.D. Herrero, A. Solano,
C. Díez-Sánchez, M. López-Pérez, J. Montoya
DISEASES OF THE HUMAN MITOCHONDRIAL OXIDATIVE PHOSPHORYLATION SYSTEM
Summary. Aim. The diseases of the oxidative phosphorylation system consist of a group of disorders originated by a deficientsynthesis of adenosine triphosphate (ATP). These diseases are increasingly being diagnosed among patients with multisystemic disorders. Mitochondrial deoxyribonucleic acid (mtDNA) mutations are usually maternally inherited, but they also
can be sporadic or secondary to nuclear mutations, that are inherited in a Mendelian mode, or due to environmental hazards.
In this review we will update, froma genetic point of view, the knowledge on human mitochondrial diseases, remarking the
difficulties to study these pathologies. Development. To mirror these difficulties, we will use selected examples of mutations in
the mitochondrial genome, and review recent advances on mitochondrial pathology due to mutations in the nuclear genes
codifying for mitochondrial proteins that participate in agood performance of the oxidative phosphorylation system.
Conclusions. Sequencing of the complete human mtDNA should be part of the basic profile in the study of mitochondrial
diseases. Due to the increasing number of nuclear genes involved in the oxidative phosphorylation system performance, their
analysis should be based on solid biochemical clues. [REV NEUROL 2006; 43: 416-24]
Key words.Mitochondria. Mitochondrial deoxyribonucleic acid (mtDNA). Mitochondrial diseases. Nuclear deoxyribonucleic
acid (nDNA). Oxidative phosphorylation system.

INTRODUCCIÓN
Además del genoma nuclear (ADNn), las células humanas contienen genomas mitocondriales en forma de moléculas circulares,
cerradas y superenrrolladas de ADN (ADNmt). Estas moléculas
codifican proteínas componentes del sistema defosforilación oxidativa (OXPHOS, del inglés oxidative phosphorylation), la principal ruta celular generadora de energía. El sistema OXPHOS
es también el principal productor de especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species), mutagénicas,
en las células.
El término ‘patología mitocondrial’ o ‘mitocondriopatía’
abarca un amplio espectro de trastornos, pero tradicionalmentese ha utilizado para significar aquellas enfermedades causadas
por defectos en el sistema OXPHOS. Desde este punto de vista, se puede fechar el origen de esta disciplina en 1988, con el
descubrimiento de las primeras mutaciones en el ADNmt asociadas a enfermedad. El número de mutaciones en el ADNmt
descritas desde entonces ha crecido enormemente y también se
han descubierto mutaciones en elADNn para componentes
OXPHOS u otros implicados en su biogénesis. Pero, a pesar de
la gran cantidad de información cosechada, los mecanismos fisiopatológicos se conocen poco todavía. Más sorprendente: la avalancha de nuevos datos apunta un papel del sistema OXPHOS
en el cáncer, en el envejecimiento y en las enfermedades asociadas a la edad.
Aceptado tras revisión externa: 14.11.05.Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular. Universidad
de Zaragoza. Zaragoza, España.
Correspondencia: Dr. Julio Montoya. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular. Universidad de Zaragoza. Miguel Servet, 177.
E-50013 Zaragoza. Fax: +34 976 761 612. E-mail: jmontoya@unizar.es
Trabajo financiado con ayudas del FIS(PI04-0009), Diputación General de
Aragón (Grupo ConsolidadoB33), y por Redes de Enfermedades Mitocondriales y de Ataxias del Instituto de Salud Carlos III (G03-011 y G03-056).
© 2006, REVISTA DE NEUROLOGÍA

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En estos últimos años se han puesto en duda casi cada uno
de los dogmas sobre genética y patología mitocondrial. Así
pues, más que dar una descripción de enfermedades mitocondriales y las mutaciones que las provocan, en este artículo...