Mitocondria

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA UNIDAD IZTAPALAPA

Mitocondria
Generador de energía
Academia de Profesores de Biología Celular de la DCBS M. en C. Edith Cortés Barberena

Objetivo del diaporama
Apoyar el tema de 5 del temario de la UEA Biología Celular. Mitocondria.
Estructura y Funcion.
Estructura. Permeabilidad de los componentes de las membranas mitocondriales, espaciointermembranal y matriz. Función. Sitios de generación del poder reductor (NADH y FADH2)

Teoría quimiosmótica de Peter Mitchell Relación que guarda el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa Respiración. Conceptos de potencial redox. Relación de la energía libre con el potencial redox. Ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Importancia. Reacciones y su regulación. Formación de moléculasreducidas como sustratos de la cadena de transporte de electrones.

Objetivo del diaporama (continuación)
Cadena respiratoria. Componentes de la cadena de transporte de electrones y sus características. Complejos de la cadena de transporte de electrones y su ubicación topológica en la membrana interna mitocondrial. Flujo de electrones a través de los complejos de la cadena respiratoria y generaciónde un gradiente electroquímico de protones. Inhibidores del flujo de electrones. Teoría quimiosmótica y acoplamiento de la síntesis de ATP a la cadena respiratoria. Componentes del gradiente electroquímico de protones. Enzima ATP sintetasa, características y propiedades. Fosforilación oxidativa. Inhíbidores y Desacoplantes.

Energía
Todos los organismos requieren energía. ATP: molécula paracapturar y transferir energía libre en los sistemas biológicos.
ATP + H2O ADP + Pi

G° = -7.5 Kcal/mol G°

¿De dónde se obtiene energía?
Dos procesos para generar ATP.
Oxidación de moléculas. Carbohidratos + O2 Fotosíntesis Luz + CO2 + H2O

CO2 + H2O

Carbohidratos

Ciclos del oxígeno y del carbono
Carbohidratos O2
Luz

Respiración Fotosíntesis
Células fotosintéticas Célulasheterotróficas

Energía química
Energía calorífica

H2O CO2

Organelos generadores de energía
Mitocondria Cloroplasto Microcuerpos

Mitocondria: Organelo encargado de la respiración

Mitocondria en la célula animal

Mathews y van Holde, 2a. ed

Mitocondria: Organelo encargado de la respiración

Mitocondria en la célula vegetal

Mathews y van Holde, 2a. ed

MitocondriaOrganelo complejo encargado respiración. Forma, número y localización variable en la célula.
Forma de salchicha. 0.2 m a 1 m de diámetro, 1 m a 4 m de largo.
Imagen tomada de Principios de Bioquímica de Lenhinger.

Estructura mitocondrial
Organelo con un sistema de doble membrana:
Membrana externa sin pliegues. Membrana interna muy plegada (gran área).

Espacio intermembranal

Altoporcentaje de proteínas en la membrana interna

Membrana externa mitocondrial

Membrana interna mitocondrial

Micrografía electrónica de mitocondrias

1 m
Tomada de Principios de Bioquímica Tomada de Alberts y cols.

Reconstrucción tridimensional de mitocondria dendrítica

http://www.sci.sdsu.edu/TFrey/MitoMovie.htm

Otros componentes de la mitocondria
Ribosomas ADN

Sistemas detransporte a través de las membranas mitocondriales.
Membrana externa mitocondrial:
Fácilmente permeable a moléculas pequeñas e iones por medio de las porinas.

Membrana interna mitocondrial:
Impermeable a la mayoría de las moléculas pequeñas e iones. Solo a través de transportadores específicos es posible cruzar la membrana interna.

Transporte a través de la membrana interna
PiruvatoPorina
H+

Piruvato translocasa

Piruvato

H+

Membrana Membrana interna mitocondrial externa mitocondrial

Transporte de ATP, ADP y Pi a través de la membrana interna
ADP-ATP translocasa

ADP

H+

Pi

+ ATP

Matriz mitocondrial

Transporte de ATP, ADP a través de la membrana interna
H+

Espacio intermembranal
H+ H+ H+ H+ H+

H+

H+ H+

H+

H+

ADP3-

H+...