Microtúbulos y Mitocondrias: Componentes Celulares Esenciales

Microtúbulos: Estructura y Funciones Esenciales

Los microtúbulos son los principales componentes del citoesqueleto. Pueden encontrarse por todo el citoplasma y forman estructuras estables, como los cilios, los flagelos y los centriolos. Son estructuras dinámicas que pueden formarse y destruirse según las necesidades de la célula.

Estructura de los Microtúbulos

Están formados por moléculas de tubulina, cada una de las cuales es un dímero que consta de dos proteínas globulares, llamadas alfa-tubulina y beta-tubulina. Los dímeros de tubulina se unen formando un protofilamento. Un microtúbulo consta de 13 protofilamentos. Asociadas a los microtúbulos hay proteínas. Algunas actúan estabilizando los microtúbulos y permitiendo su unión. Otras, denominadas proteínas motoras, utilizan la energía del ATP para desplazar orgánulos a lo largo de los microtúbulos.

Funciones de los Microtúbulos

• Son los principales elementos estructurales y generadores del movimiento de los cilios y flagelos.
• Dirigen el transporte de orgánulos en el citoplasma, actuando como guías a lo largo de las cuales las proteínas motoras pueden desplazar vesículas y otros orgánulos.
• Constituyen el huso mitótico. Al comienzo de la mitosis, los microtúbulos citoplasmáticos forman el huso mitótico, el cual organiza el movimiento de los cromosomas.
• Determinan la forma y polaridad de la célula. En las células alargadas, los microtúbulos están alineados; en la mayoría de los casos, su presencia es esencial para el mantenimiento de dicha forma.
• Transportan el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi y las mitocondrias.
• Intervienen en la organización de todos los filamentos del citoesqueleto.
• Los microtúbulos forman los centriolos en las células eucariotas animales.

Mitocondrias: Centrales Energéticas Celulares

Las mitocondrias son las centrales energéticas donde tiene lugar la respiración celular, proceso que implica la obtención de energía a partir de moléculas orgánicas y su conversión en ATP.

Estructura de las Mitocondrias

Poseen dos membranas: una membrana externa lisa y una membrana interna muy plegada cuyas invaginaciones reciben el nombre de crestas. Estas membranas definen el espacio intermembranoso y la matriz.

Las enzimas que catalizan las reacciones de la respiración son componentes de la matriz o de la membrana mitocondrial interna. En la matriz se produce el ciclo de Krebs.

Composición Mitocondrial

• Membrana Mitocondrial Externa

  Está formada por una bicapa lipídica y proteínas asociadas que permiten transportar las sustancias polares. Es muy permeable porque posee numerosos canales acuosos a través de la bicapa lipídica, formados por porina, una proteína transmembrana.

• Espacio Intermembranoso

  Equivalente al citosol.

• Membrana Mitocondrial Interna

  Se encuentra plegada, formando numerosas crestas que aumentan su superficie y su actividad. Contiene:

  • Proteínas transportadoras específicas.
  • Proteínas de la cadena respiratoria, transportadoras de electrones hasta el oxígeno.
  • Complejo enzimático ATP-sintasa, que permite sintetizar ATP.

• Matriz Mitocondrial

  De apariencia gelatinosa, con menos del 50% de agua, formada por una mezcla de enzimas diferentes, sustratos, ADP, ATP e iones inorgánicos. Contiene varias copias idénticas de ADN circular, ARN y ribosomas 70S, que sintetizan algunas proteínas mitocondriales. Numerosas enzimas de la matriz incluyen:

  • La oxidación de las moléculas, como las enzimas del ciclo de Krebs.
  • Las que intervienen en la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial.

Funciones de las Mitocondrias

• Respiración celular: proceso que consiste en la oxidación de moléculas orgánicas para obtener energía en forma de ATP. La mitocondria utiliza como principal materia prima los ácidos grasos y el piruvato producido por el citosol a partir de la glucosa. En la matriz de la mitocondria se realizan el ciclo de Krebs y la β-oxidación de los ácidos grasos. En la membrana interna mitocondrial tiene lugar la síntesis de ATP por el proceso de fosforilación oxidativa, mediante la cual se sintetiza la mayor parte del ATP.
• Síntesis de proteínas: En los ribosomas de las mitocondrias se sintetizan las proteínas codificadas por el ADN.
• Producción de precursores: para la síntesis de diversas sustancias, por ejemplo, precursores para la síntesis de aminoácidos.