Estructura de las mitocondrias a nivel

Algunas células de algunos organismos multicelulares carecen de mitocondrias (por ejemplo, los glóbulos rojos maduros de los mamíferos). Un gran número de organismos unicelulares, como los microsporidios, los parabasálidos y las diplomónadas, han reducido o transformado sus mitocondrias en otras estructuras.[5] Se sabe que un eucariota, el Monocercomonoides, ha perdido completamente sus mitocondrias,[6] y se sabe que un organismo multicelular, el Henneguya salminicola, ha conservado orgánulos relacionados con las mitocondrias en asociación con una pérdida completa de su genoma mitocondrial.[6][7][8]

Las mitocondrias suelen tener una superficie de entre 0,75 y 3 μm2,[9] pero varían considerablemente en tamaño y estructura. A menos que se tiñan específicamente, no son visibles. Además de suministrar energía celular, las mitocondrias están implicadas en otras tareas, como la señalización, la diferenciación celular y la muerte celular, así como en el mantenimiento del control del ciclo celular y el crecimiento celular[10] La biogénesis mitocondrial está a su vez coordinada temporalmente con estos procesos celulares[11][12] Las mitocondrias se han visto implicadas en varios trastornos y condiciones humanas, como las enfermedades mitocondriales[13], la disfunción cardíaca[14], la insuficiencia cardíaca[15] y el autismo[16].

Composición química de las mitocondrias en las plantas

ResumenSe revisaron los datos sobre el efecto posterior de la luz láser He-Ne (λ = 632,8 nm) en las mitocondrias de las levaduras en fase logarítmica tardía. El análisis cuantitativo de las secciones celulares ultrafinas demostró un grosor no uniforme de las mitocondrias gigantes ramificadas típicas de las levaduras en ciernes. La exposición a una dosis de 460 J/m2 (que acelera la proliferación celular y activa las enzimas de la cadena respiratoria, la citocromo c oxidasa y la NADH deshidrogenasa), modificó la macroestructura de las mitocondrias gigantes: gran parte de las regiones estrechas del tubo mitocondrial con perfiles ≤0,06 µm2 se expandieron (mientras que no se observaron signos de daños en el orgánulo). Tales mitocondrias se caracterizan por el aumento de la superficie relativa de las cristas, lo que puede deberse a la activación de su respiración y síntesis de ATP. El número de asociaciones entre las mitocondrias y el retículo endoplásmico aumentó en las células irradiadas en la fase logarítmica temprana, lo que refleja la mayor capacidad de las mitocondrias para captar Ca2+. La configuración alterada de las mitocondrias gigantes puede aumentar la eficiencia tanto de la transferencia de energía como de la propagación del Ca2+ a través del citoplasma.

Composición de la matriz mitocondrial

Las mitocondrias son conocidas como las centrales eléctricas de la célula. Son orgánulos que actúan como un sistema digestivo que toma los nutrientes, los descompone y crea moléculas ricas en energía para la célula. Los procesos bioquímicos de la célula se conocen como respiración celular. Muchas de las reacciones implicadas en la respiración celular tienen lugar en las mitocondrias. Las mitocondrias son los orgánulos que mantienen la célula llena de energía.

Las mitocondrias son pequeños orgánulos que flotan libremente por toda la célula. Algunas células tienen varios miles de mitocondrias, mientras que otras no tienen ninguna. Las células musculares necesitan mucha energía, por lo que tienen muchas mitocondrias. Las neuronas (células que transmiten los impulsos nerviosos) no necesitan tantas. Si una célula siente que no recibe suficiente energía para sobrevivir, puede crear más mitocondrias. A veces una mitocondria puede aumentar de tamaño o combinarse con otras mitocondrias. Todo depende de las necesidades de la célula.

Las mitocondrias tienen una forma perfecta para maximizar su productividad. Están formadas por dos membranas. La membrana exterior cubre el orgánulo y lo contiene como una piel. La membrana interna se pliega varias veces y crea estructuras en capas llamadas cristae. El líquido que contienen las mitocondrias se llama matriz.

Diagrama de la estructura de las mitocondrias

ResumenLa conversión de energía biológica en las mitocondrias la llevan a cabo los complejos de proteínas de membrana de la cadena respiratoria y la ATP sintasa mitocondrial en la cristae de la membrana interna. Los recientes avances en criomicroscopía electrónica han permitido conocer mejor la disposición estructural y funcional de estos complejos en la membrana, y cómo cambian con la edad. Esta revisión sitúa estos avances en el contexto de lo que ya se conoce, y analiza las cuestiones fundamentales que siguen abiertas pero que ahora pueden abordarse.

a Un dímero (complejo III, rosa), y una sola copia de citocromo c oxidasa (complejo IV, verde). b Los sitios de unión del ubiquinol (UQ) de los complejos I y III y la corta distancia entre los sitios de unión del citocromo c en los complejos III y IV, lo que favorecería una transferencia eficiente de electrones. Los cofactores activos en el transporte de electrones están marcados en amarillo (FMN), naranja (grupos de hierro y azufre), azul oscuro (quinoles), rojo (hemes) y verde (átomos de cobre). Las flechas indican el camino de los electrones a través del supercomplejo. (Adaptado de [51])Imagen a tamaño completo