Mitocondrias: Estructura, Función y Procesos Metabólicos Celulares

Las mitocondrias: Estructura y función

Las mitocondrias son los orgánulos característicos de las células eucariotas aerobias en los que tienen lugar las reacciones específicas de la respiración celular. Presentan dos membranas, una externa y una interna, cuya estructura es semejante a la de la membrana plasmática, aunque con algunas características especiales:

Membranas mitocondriales

• Membrana externa: Presenta porinas, unas proteínas que forman canales por los que pueden pasar moléculas de bajo peso molecular.
• Membrana interna: Presenta unos repliegues, las crestas mitocondriales, que aumentan mucho su superficie y pueden tener diversas formas. Tienen un contenido mayor de proteínas y su bicapa lipídica presenta una alta concentración de cardiolipina, un fosfolípido doble que la hace impermeable al paso de partículas con carga.

Compartimentos mitocondriales

Las dos membranas delimitan dos compartimentos:

• Espacio intermembranoso: Con una composición muy similar a la del citosol debido a la gran permeabilidad que tiene la capa externa.
• Matriz: Formada por múltiples copias de una doble hélice circular de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de algunas proteínas mitocondriales. Hay, además, ribosomas semejantes a los de las bacterias, distintos tipos de ARN y una alta concentración de proteínas.

Fisiología de las mitocondrias: Oxidaciones mitocondriales

Matriz

En ella se encuentran multitud de enzimas que catalizan distintos procesos, entre los que destacan principalmente dos:

• Las reacciones de oxidación.
• El ciclo de Krebs: conjunto de reacciones en las que se oxida el ácido acético para formar CO₂.

Membrana interna

Las proteínas de esta membrana llevan a cabo los procesos que utilizan la energía liberada en las reacciones para sintetizar ATP:

• Cadena respiratoria: Formada por varios complejos enzimáticos cuyas coenzimas recogen los electrones procedentes de la oxidación del ácido acético y los transportan hasta su aceptor final. Este transporte libera energía que sirve para generar un flujo de protones desde la matriz hasta el espacio intermembranoso.
• Fosforilación oxidativa: Proceso por el que se produce la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.

Espacio intermembranoso

Región situada entre ambas membranas.

Membrana externa

Además de las porinas, tiene enzimas que intervienen en diferentes procesos metabólicos, como pueden ser la síntesis de algunos lípidos o la unión de los ácidos grasos a la coenzima A.