Mitocondria              Sandra Alonso
mitocondria
Mitocondrias de una célula hepáticade rata con crestas longitudinales(MET)
¿cómo vamos a estudiarlas?    1.   situación y distribución    2.   número    3.   morfología    4.   tamaño    5.   estru...
Forman una parte importante    del volumen celular
estructura
Complejos enzimáticos respiratorios y transportadores difusibles de la MMI
Complejos enzimáticos respiratorios de MMI              y ATP sintasa
Anatomía bioquímica de    una mitocondriaLas crestas de la MMI le confieren unagran área superficial. La MMI de una solami...
Micrografía electrónica de las fases sucesivas(A – C) de la división de una mitocondria
Fraccionamiento de mitocondrias purificadas  en sus componentesEstas técnicas han hecho posible estudiar lasdiferentes pro...
Mediante centrifugación diferenciales posible obtener fracciones enriquecidas de        todos los organelos celulares     ...
La centrifugación separa los componentes de la célula            en base a su tamaño y densidadLa centrifugación repetida ...
Transferencia de electrones a través de los tres   complejos enzimáticos respiratorios en la MMISe indica la forma y el ta...
Mecanismo general de la fosforilación oxidativaCuando un e- de alta energía es transferido a lo largo de la cadena de tran...
El potencial redox aumentaa medida que se avanza por la cadena de transporte de   electrones mitocondrialEl mayor incremen...
ATP sintasaBiolcel.VIDEOSFuncionamiento-ATPsintasa[www.savevid.com].mp4
La ATP sintasa en un mecanismo reversible acopladoque puede transformar la energía del gradiente de H+     en energía de e...
Importancia del transporte de H+             en las bacteriasA.En una bacteria aeróbica, se genera ungradiente electroquím...
Algunos procesos de transporte activo impulsados por         el gradiente EQ a través de la MMIEl piruvato, el fosfato ino...
¿Cómo son bombeados los protones a través           de las membranas?                     Cuando un electrón pasa por la  ...
Resumen del metabolismo transductor de     energía en las mitocondrias
Diagrama simplificadode las tres etapas delcatabolismo queconducen desde elalimento hasta losproductos residuales
Principal transformación energética que ocurre en la                     mitocondriaEn la FO, la energía liberada por la o...
Tejido adiposo adulto,   Tejido adiposo joven, unilocular o blanco      multilocular o pardo
tejido adiposo adulto                        tejido adiposo joven
Bibliografía:•   ALBERTS B. – JOHNSON A. – LEWIS J. – RAFF M. – ROBERTS K. – WALTER P.:    Biología molecular de la célula...
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  1. 1. Mitocondria Sandra Alonso
  2. 2. mitocondria
  3. 3. Mitocondrias de una célula hepáticade rata con crestas longitudinales(MET)
  4. 4. ¿cómo vamos a estudiarlas? 1. situación y distribución 2. número 3. morfología 4. tamaño 5. estructura 6. estudio 7. biogénesis 8. procesos que ocurren en las mitocondrias
  5. 5. Forman una parte importante del volumen celular
  6. 6. estructura
  7. 7. Complejos enzimáticos respiratorios y transportadores difusibles de la MMI
  8. 8. Complejos enzimáticos respiratorios de MMI y ATP sintasa
  9. 9. Anatomía bioquímica de una mitocondriaLas crestas de la MMI le confieren unagran área superficial. La MMI de una solamitocondria puede tener más de 10.000conjuntos de sistemas de transferencia deelectrones (cadenas respiratorias) demoléculas de ATP sintasa distribuidas portoda su superficie. Las mitocondrias delcorazón con gran profusión de crestas y,por lo tanto, con un área de membranamucho mayor, tienen más de tres veces elnúmero de conjuntos de sistemas detransferencia electrónica que lasmitocondrias hepáticas
  10. 10. Micrografía electrónica de las fases sucesivas(A – C) de la división de una mitocondria
  11. 11. Fraccionamiento de mitocondrias purificadas en sus componentesEstas técnicas han hecho posible estudiar lasdiferentes proteínas de cada compartimientomitocondrial. El método mostrado, quepermite el procesamiento de un gran númerode mitocondrias al mismo tiempo, aprovecha elhecho de que en un medio con fuerzaosmótica baja, el agua fluye hacia adentro dela mitocondria y dilata el espacio matricial(amarillo). Mientras que las crestas de lamembrana mitocondrial interna le permitendesplegarse para acomodarse a la expansión,la MME – que no tiene pliegues – se rompe,liberando una estructura compuesta sólo por laMMI y la matriz
  12. 12. Mediante centrifugación diferenciales posible obtener fracciones enriquecidas de todos los organelos celulares a partir de homogenados celulares
  13. 13. La centrifugación separa los componentes de la célula en base a su tamaño y densidadLa centrifugación repetida a velocidades progresivamente mayoresacaba fraccionando los homogenados celulares en sus componentes
  14. 14. Transferencia de electrones a través de los tres complejos enzimáticos respiratorios en la MMISe indica la forma y el tamaño de cada complejo. Durante la transferencia de e-desde el NADH hasta le O2 (líneas rojas), los p+ procedentes del H2O sonbombeados a través de la membrana por cada uno de los complejos enzimáticosrespiratorios. La ubiquinona (Q) y el citocromo c (c) actúan como transportadoresmóviles que transportan electrones desde un complejo al siguiente
  15. 15. Mecanismo general de la fosforilación oxidativaCuando un e- de alta energía es transferido a lo largo de la cadena de transportede e-, parte de la energía liberada se utiliza para impulsar la acción de 3 complejosenzimáticos que bombean H+ hacia el espacio intermembrana. Estos protonesprovocan un gradiente electroquímico a través de la MMI que impulsa a los H+ avolver hacia la matriz a través de la ATP sintasa, un complejo proteicotransmembrana que utiliza la energía del flujo de protones para sintetizar ATP apartir de ADP y Pi en la matriz.
  16. 16. El potencial redox aumentaa medida que se avanza por la cadena de transporte de electrones mitocondrialEl mayor incremento delpotencial redox ocurre encada uno de los 3 complejosenzimáticos respiratorios,como resulta necesario paraque cada uno de ellos puedabombear protones
  17. 17. ATP sintasaBiolcel.VIDEOSFuncionamiento-ATPsintasa[www.savevid.com].mp4
  18. 18. La ATP sintasa en un mecanismo reversible acopladoque puede transformar la energía del gradiente de H+ en energía de enlace químico o viceversa
  19. 19. Importancia del transporte de H+ en las bacteriasA.En una bacteria aeróbica, se genera ungradiente electroquímico de H+ a través de laMP mediante una cadena respiratoria y luegoese gradiente será utilizado para transportaralgunos nutrientes al interior de la bacteria yproducir ATP.B. La misma bacteria, pero en condicionesanaeróbicas, obtendrá ATP de la glucólisis.Parte de ese ATP será hidrolizado por la ATPsintasa para generar un gradienteelectroquímico de H+ impulsará los mismosprocesos de transporte que dependen de lacadena respiratoria en A.
  20. 20. Algunos procesos de transporte activo impulsados por el gradiente EQ a través de la MMIEl piruvato, el fosfato inorgánico y el ADP entran a la matriz mitocondrial,mientras que el ATP es bombeado hacia el exterior. La carga de cadauna de las moléculas se indica con respecto al potencial de membrana,que es negativo en el interior. La MME es permeable a todos estoscompuestos
  21. 21. ¿Cómo son bombeados los protones a través de las membranas? Cuando un electrón pasa por la cadena de transporte de electrones embebida en la BL, en cada paso puede captar y liberar un protón. En este esquema, el transportador de electrones B capta un protón (H+) de un lado de la membrana cuando acepta un electrón (e-) del transportador A y libera el protón al otro lado de la membrana cuando cede su electrón al transportador C.
  22. 22. Resumen del metabolismo transductor de energía en las mitocondrias
  23. 23. Diagrama simplificadode las tres etapas delcatabolismo queconducen desde elalimento hasta losproductos residuales
  24. 24. Principal transformación energética que ocurre en la mitocondriaEn la FO, la energía liberada por la oxidación de NADH a NAD+ es utilizada, através de un proceso de conversión energética en la membrana (transferenciade electrones, bombeo de protones y flujo de protones a través de la ATPsintasa), para los requisitos energéticos de la fosforilación de ADP a ATP. Loselectrones de alta energía cedidos por el NADH se desplazan a través de unacadena de transporte de electrones de la membrana y finalmente se combinancon O2 molecular y con H+ y forman H2O. La ecuación neta para este procesode transferencia de electrones es: NADH + ½ O2 + H+  NAD+ + H2O, y 2e- que pasan hasta el O2
  25. 25. Tejido adiposo adulto, Tejido adiposo joven, unilocular o blanco multilocular o pardo
  26. 26. tejido adiposo adulto tejido adiposo joven
  27. 27. Bibliografía:• ALBERTS B. – JOHNSON A. – LEWIS J. – RAFF M. – ROBERTS K. – WALTER P.: Biología molecular de la célula ( 3ª y 4ª edición2004) – Editorial Omega• ALBERTS B. – JOHNSON A. – LEWIS J. – RAFF M. – ROBERTS K. – WALTER P.: Molecular Biology of the Cell (5ª2007) – Garland Science• ALBERTS. B. BRAY D. – HOPKIN K. – JOHNSON A.  LEWIS J.  RAFF M.  ROBERTS K.  WALTER P.: Introducción a la Biología Celular (2ª edición2006) – Editorial Médica Panamericana• BECKER W. M. – KLEINSMITH L. – J. HARDIN J.: El mundo de la célula (6ª edición– 2007) – Editorial Pearson-Addison Westey• COOPER G. M.: La célula (2ª edición2002) – Editorial Marban• KARP G.: Biología celular y molecular – (4ª edición–2006) – Editorial Mc Graw Hill Interamericana• NELSON D. L. – COX M. M.: Lehninger–Principios de Bioquímica (2ª edición–1993) – Editorial Omega

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