Estructura y funciones de la célula Cuarta parte

Estructura y funciones de la Estructura y funciones de la célulacélula

Cuarta parte

Peroxisomas

Son organelos membranosos pequeños de forma redondeada u ovoides, con diámetro promedio de 0,6 micras. Todas las células los poseen, pero sobre todo las hepáticas y las renales tienen muchas cantidades de ellos. Contienen enzimas oxidativas que intervienen en la formación y descomposición del peroxido de hidrogeno (H2O2).

Peroxisomas (continuación)

Las enzimas mas comúnmente encontradas en los peroxisomas son las catalasas que degradan el H2O2 en H2O

y O2. Contienen además otro grupo de enzimas oxidativas que oxidan los ácidos grasos de cadenas largas obteniendo

de ellos considerable energía en forma de calor, pero sin producción de ATP.

Peroxisomas (continuación)Peroxisomas (continuación)

Un tercer grupo de enzimas de los peroxisomasUn tercer grupo de enzimas de los peroxisomas

son, las son, las superóxido-dismutasassuperóxido-dismutasas,, que se encargan que se encargan

de neutralizar al radical libre de oxígeno de neutralizar al radical libre de oxígeno

súper oxidosúper oxido ( ( OO22 - -) Estos radicales son muy reactivos y ) Estos radicales son muy reactivos y

pueden peroxidar fosfolípidos de las membranas pueden peroxidar fosfolípidos de las membranas

celulares causando devastadores daños, así celulares causando devastadores daños, así

como sobre el DNA, ocasionando en él mutaciones como sobre el DNA, ocasionando en él mutaciones

(cambios de su estructura) genéticas que pueden (cambios de su estructura) genéticas que pueden

ser cancerígenas.ser cancerígenas.


El radical superóxido (OEl radical superóxido (O22 -) se origina en las -) se origina en las mitocondrias, organelos celulares mitocondrias, organelos celulares productores de energía, mediante reacciones productores de energía, mediante reacciones oxidativas y de reducción, para luego ser oxidativas y de reducción, para luego ser eliminados en los peroxisomas mediante la eliminados en los peroxisomas mediante la acción de las acción de las superoxido - dismutasas superoxido - dismutasas a través de la a través de la

reacción: 2Oreacción: 2O22 - + 2H + H - + 2H + H22OO22 + O + O22.. El peroxido obtenido ( HEl peroxido obtenido ( H22OO22 ) es procesado luego por ) es procesado luego por las catalasas, como ya se explico, mediante lalas catalasas, como ya se explico, mediante la reacción: 2Hreacción: 2H22OO2 2 2H 2H22O + OO + O22


Parte del HParte del H22OO22 que se origina en los peroxisomas que se origina en los peroxisomas como resultado de la neutralización del radical Ocomo resultado de la neutralización del radical O22-, -, es utilizado para destoxificar muchas sustancias es utilizado para destoxificar muchas sustancias químicas, tales como medicamentos y otros químicas, tales como medicamentos y otros tóxicos exógenos, según la reaccion:tóxicos exógenos, según la reaccion:

HH22OO22 + TH + TH22 ( tóxico ) 2H ( tóxico ) 2H22O + T ( atóxico )O + T ( atóxico )

MitocondriasMitocondrias

Las mitocondriasLas mitocondrias son organelos membranosos son organelos membranosos responsables de producir la mayor parte de la responsables de producir la mayor parte de la energía celular, almacenando parte de ella en energía celular, almacenando parte de ella en moléculas de ATP y el resto liberada como calor. moléculas de ATP y el resto liberada como calor. Constituyen verdaderas “centrales energéticas”Constituyen verdaderas “centrales energéticas” celulares.celulares.

Mitocondrias (continuación)Mitocondrias (continuación)

Estos organelos tienen forma ovoidea o Estos organelos tienen forma ovoidea o redondeada y son muy numerosas en las redondeada y son muy numerosas en las células de intensa actividad metabólica (fibras células de intensa actividad metabólica (fibras musculares, neuronas, hepatocitos, células musculares, neuronas, hepatocitos, células renales y células secretoras en general). renales y células secretoras en general).


Constan en su estructura de dos membranas de composición Constan en su estructura de dos membranas de composición molecular similar a la del resto de los organelos membranosos. molecular similar a la del resto de los organelos membranosos. Una de las membranas, la externa, constituye su cubierta más Una de las membranas, la externa, constituye su cubierta más exterior. La más interna está plegada formando tabiques o exterior. La más interna está plegada formando tabiques o crestas que dividen el interior del organelo en compartimientos crestas que dividen el interior del organelo en compartimientos rellenos de un material coloide llamado matriz mitocondrial. Las rellenos de un material coloide llamado matriz mitocondrial. Las dos membranas están separadas por un espacio dos membranas están separadas por un espacio intermembranoso. intermembranoso.


Matriz Mitocondrial, Membranas y Crestas


Cómo las mitocondrias Cómo las mitocondrias obtienenobtienen la energíala energía: Dentro de : Dentro de las mitocondrias se producen las mitocondrias se producen

reacciones de oxidación - reacciones de oxidación - reducción que necesitan de reducción que necesitan de

suministro constante de Osuministro constante de O22 para para producirse. Gracias a estas producirse. Gracias a estas reacciones se obtiene gran reacciones se obtiene gran

cantidad de energía.cantidad de energía.


Las células degradan glucosa en el citosol mediante reacciones bioquímicas llamadas en Las células degradan glucosa en el citosol mediante reacciones bioquímicas llamadas en conjuntoconjunto glicólisis, que dan por resultado la división de la molécula de glucosa, de 6 átomos glicólisis, que dan por resultado la división de la molécula de glucosa, de 6 átomos de carbono, en dos moléculas de ácido pirúvico de tres átomos de carbono cada una.de carbono, en dos moléculas de ácido pirúvico de tres átomos de carbono cada una.

Glicólisis

MITOCONDRIAS (CONT)

Las moléculas de ácido pirúvico son introducidas a través de las dos membranas mitocondriales, por una sustancia transportadora hasta la matriz, donde c/u de ellas resultan descarboxiladas y seguidamente combinadas con moléculas de

coenzima A, formándose una molécula de Acetil CoA. Esta sustancia entra entonces a un importante grupo de reacciones bioquímicas conocidas como ciclo

de Krebs (ciclo del acido cítrico o ciclo del acido tricarboxílico).

Mitocondrias Mitocondrias ( cont. )( cont. )

Obtención de energía en las mitocondrias A los distintos metabolitos que se Obtención de energía en las mitocondrias A los distintos metabolitos que se producen escalonadamente en el ciclo de Krebs se les desprenden átomos de producen escalonadamente en el ciclo de Krebs se les desprenden átomos de hidrógeno que pierden su electrón ionizándose (H +). Los H+ son transferidos hidrógeno que pierden su electrón ionizándose (H +). Los H+ son transferidos hacia el espacio intermembranoso por varios complejos enzimáticos presentes hacia el espacio intermembranoso por varios complejos enzimáticos presentes en la cara interna de las crestas mitocondriales: son los complejos enzimáticos en la cara interna de las crestas mitocondriales: son los complejos enzimáticos

de la cadena respiratoria.de la cadena respiratoria.


Al mismo tiempo que los HAl mismo tiempo que los H++ son transferidos al espacioson transferidos al espacio intermembranoso, los intermembranoso, los electrones que habían perdido estos, son captados por los complejos de laelectrones que habían perdido estos, son captados por los complejos de la cadena respiratoria y transferidos “a saltos” de uno a otro complejo cadena respiratoria y transferidos “a saltos” de uno a otro complejo ( complejos I al IV ). Mientras esto ocurre los H ( complejos I al IV ). Mientras esto ocurre los H + + se acumulan en grandes se acumulan en grandes cantidades en el espacio intermembranoso desarrollándose un gran gradientecantidades en el espacio intermembranoso desarrollándose un gran gradienteelectroquímico.electroquímico.


Cuando el potencial electroquímico en el espacio intermemebranoso alcanza determinado valor, se produce entonces un flujo de protones H+ desde el espacio intermembranoso hacia la matriz mitocondrial, a través del complejo V de la cadena respiratoria formado por un cilindro proteico hueco que tiene un extremo ampuloso que “mira” hacia la matriz y en cuyo interior existe una enzima llamada ATP sintetasa.

Mitocondrias (continuación)

El “chorro” de protones H+ así originado penetra hacia la matriz a gran velocidad, a través de la estructura del complejo V constituyendo un verdadero flujo energético que es aprovechado por las unidades de la enzima ATP sintetasa, para producir un elevado numero de moléculas de ATP. A este proceso de síntesis de ATP a partir de la energía derivada del flujo de protones H + se le denominadenomina fosforilación oxidativa. fosforilación oxidativa.


Los electrones arrebatados a los H+, que habían llegado “saltando” hasta el complejo IV de la cadena respiratoria, son lanzados desde este

complejo hacia la matriz mitocondrial, donde chocan con moléculas de O2 que resultan ionizadas, pudiendo combinarse en este estado un átomo de oxigeno con dos iones H+, procedentes del espacio intermembranoso y formar finalmente una molécula de H2O. Como se pudo observar, el papel del O2 es el de aceptor de H+ procedentes del espacio intermembranoso, permitiendo la formación de agua y evitando una elevación excesiva de acidez en la matriz mitocondrial.

MITOCONDRIASMITOCONDRIAS

ANIMACIÓN QUE RESUME LA ACTIVIDAD PRODUCTORA DE ANIMACIÓN QUE RESUME LA ACTIVIDAD PRODUCTORA DE ENERGÍA EN LAS MITOCONDRIASENERGÍA EN LAS MITOCONDRIAS


Productos finales del metabolismo Productos finales del metabolismo mitocondrial.mitocondrial.

Se obtienen los siguientes productos:Se obtienen los siguientes productos:1. CO1. CO22 : : Resultado de las descarboxilaciones del ciclo Resultado de las descarboxilaciones del ciclo

de Krebs y del ácido pirúvico. de Krebs y del ácido pirúvico.

2. H2. H22OO: Resultado de la combinación de oxigeno : Resultado de la combinación de oxigeno ionizado con el H+ procedente de espacio ionizado con el H+ procedente de espacio intermembranosointermembranoso

3. 3. ATP: ATP: Resultado de la fosforilación oxidativa.Resultado de la fosforilación oxidativa.

4. Calor4. Calor : Que se produce como resultado de aquella : Que se produce como resultado de aquella energía que no llegó a almacenarse en los enlaces de energía que no llegó a almacenarse en los enlaces de ATP. ATP.

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