Mitocondrias y Cloroplastos: Estructura, Función y Rol Energético Celular

Mitocondrias: Centrales Energéticas de la Célula Eucariota

Las mitocondrias son las centrales energéticas de todas las células eucariotas, en ellas tiene lugar la respiración celular.

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 dos compartimentos diferentes: el espacio intermembranoso (entre ambas membranas) y la matriz, limitada por la membrana interna.

Composición de las Mitocondrias

Membrana Mitocondrial Externa

Está formada por una bicapa lipídica y numerosas proteínas asociadas, al igual que todas las demás membranas celulares. Es muy permeable porque posee numerosos canales acuosos en la bicapa lipídica, formados por porina, una proteína transmembranal.

Espacio Intermembranoso

Posee una composición química equivalente a la del citosol.

Membrana Mitocondrial Interna

Está formando crestas. Posee alrededor de un 75% de proteínas y un 25% de lípidos. Hay tres tipos diferentes de proteínas:

• Proteínas transportadoras específicas que regulan el paso de los metabolitos.
• Las proteínas de la cadena respiratoria o cadena transportadora de electrones hasta el oxígeno.
• Un complejo enzimático denominado ATP-sintetasa, que contiene partículas F.

Matriz Mitocondrial

Contiene una solución de apariencia gelatinosa. Entre las numerosas enzimas de la matriz están:

• Las responsables de la oxidación de las moléculas combustibles procedentes del citosol.
• Las que intervienen en la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial.

Funciones de las Mitocondrias

• La respiración celular consiste en la oxidación de las moléculas orgánicas por el oxígeno molecular para obtener energía en forma de ATP.
• Producción de precursores para la síntesis de diversas sustancias.
• Síntesis de proteínas.

Orgánulos Relacionados con los Cloroplastos (Plastos)

Los plastos son orgánulos vegetales que se clasifican en:

• Cromoplastos:
  • Cloroplastos (verdes, con clorofila, fotosintéticos).
  • Cromoplastos de carotenoides:
    • Cromoplastos de caroteno (anaranjados).
    • Cromoplastos de xantofila (amarillos).

    Ambos no son fotosintéticos.

• Leucoplastos:
  • Amiloplastos (almacenan almidón).
  • Oleoplastos (almacenan aceites).

Cloroplastos: Centros de la Fotosíntesis en Células Vegetales

Los cloroplastos son orgánulos característicos de las células vegetales, en ellos tiene lugar la fotosíntesis, un proceso impulsado por la luz en el que se fija CO2 para formar azúcares y otros compuestos orgánicos.

Estructura de los Cloroplastos

Están rodeados por dos membranas: la membrana externa y la membrana interna. El espacio entre ambas membranas se llama espacio intermembranoso. La región acuosa encerrada por la membrana interna se denomina estroma. En el interior del estroma se localiza una membrana continua denominada membrana tilacoidal, que encierra un espacio interno denominado espacio tilacoidal.

Composición de los Cloroplastos

Membrana Externa

Es permeable a la mayor parte de las moléculas pequeñas por la existencia de porina.

Membrana Interna

Es prácticamente impermeable a la mayoría de las sustancias, pero contiene proteínas transportadoras. Ambas son muy permeables al CO2.

Membrana Tilacoidal

Es impermeable a la mayoría de las moléculas e iones. Los pigmentos fotosintéticos poseen dobles enlaces conjugados y por ello absorben intensamente la luz visible.

• Las clorofilas son pigmentos verdes. Hay dos tipos de clorofila: clorofila a y clorofila b.
• Los carotenoides son pigmentos de color amarillo o anaranjado.

Las proteínas de la membrana tilacoidal se pueden clasificar en tres grupos:

• Proteínas asociadas a los pigmentos y que forman parte de los fotosistemas I y II.
• Proteínas de la cadena fotosintética de transporte electrónico.
• El complejo de ATP-sintetasa, cuya estructura y función son semejantes a las de la mitocondria.

Estroma

Contiene una densa concentración de enzimas, una o más copias de ADN circular, ARN y ribosomas 70S que intervienen en la síntesis de algunas proteínas del cloroplasto.

Funciones de los Cloroplastos

• Fotosíntesis: Proceso en el que la energía de la luz se transforma en energía química que puede utilizarse para convertir el CO2 en compuestos orgánicos. Es un proceso anabólico fundamental para los seres vivos.
  • Fase luminosa: La energía luminosa es captada por los pigmentos fotosintéticos y transformada en energía química en forma de ATP.
  • Fase oscura: El ATP y el hidrógeno producidos en las reacciones de la fase luminosa se utilizan como fuente de energía y de poder reductor, respectivamente, para convertir el CO2 en carbohidratos.
• Constituyen un lugar de almacenamiento temporal del almidón.
• Síntesis de proteínas.