TEMA 9

LOS ORGÁNULOS ENERGÉTICOS

Cuando termines de estudiar este tema deberás saber:

• Cuáles son las analogías y diferencias entre mitocondrias y cloroplastos.• Cuáles son los elementos estructurales de las mitocondrias y las funciones que se realizan en su interior.• Cuáles son los elementos estructurales de los cloroplastos y las funciones que se realizan en su interior.

I. MITOCONDRIAS

Son orgánulos celulares delimitados por una doble membrana encargados de producir la mayor parte del ATP de la célula.Aparecen tanto en células animales como vegetales. Su distribución es en general uniforme, aunque existen numerosas ex-cepciones. Puede haber entre 1000 y 300000 según el tipo de célula.

A. Estructura

La membrana mitocondrial interna contiene los transportadores de electrones queintervienen en la cadena respiratoria y las ATP-sintasas (partículas F1), responsa-

bles de la formación de ATP

Aunque su forma es variable suelen ser cilíndricos, teniendo 0,5 – 1 μm de diámetro y hasta 7 de longitud. En su estructu-ra se pueden distinguir los siguientes elementos:

Membrana externa lisaEs una membrana fosfolipídica de estructura unitaria (60 Å), constituida por un 40% de lípidos y un 60% de proteínas.Es bastante permeable al agua, los electrolitos y, en general, a las moléculas de bajo peso molecular. En cambio es im-permeable a los iones. Posee algunos enzimas, como los que activan a los ácidos grasos para su posterior oxidaciónen el interior de la mitocondria.

Espacio intermembranosoContiene un líquido de composición semejante al hialoplasma.

Membrana internaFormada por un 80% de proteínas (enzimas de la cadena respiratoria, permeasas y partículas F1). Es altamente imper-meable y presenta transportadores específicos.

Crestas mitocondrialesSon repliegues hacia el interior que aumentan la superficie de la membrana interna. Su número varía dependiendo dela capacidad oxidativa de la célula.

Partículas F1

Recubren la superficie interna de las crestas mitocondriales. Cada partícula es un complejo ATP sintasa y está formadapor una cabeza esférica o factor F1, un pedúnculo o factor F0 y una base hidrófoba embutida en la membrana.

Matriz mitocondrialLíquido fundamentalmente proteico en el que podemos encontrar mitorribosomas, diferentes del resto de los ribosomasde la célula, DNA mitocondrial circular, gránulos de diversas sustancias, enzimas ...

B. Funciones

En la mitocondria se produce la mayor parte del ATP de la célula mediante el conjunto de rutas metabólicas oxidativas quese conoce como respiración celular. Estas o xidaciones respiratorias incluyen el ciclo de Krebs y ß-oxidación de los ácidosgrasos, que ocurren en la matriz y la cadena respiratoria y fosforilación oxidativa, que se producen en las crestas.

El ciclo de Krebs es un proceso anfibólico en el que se produce también la síntesis de precursores del anabolismo. –-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ORGÁNULOS ENERGÉTICOS 1

C. Biogénesis

Las mitocondrias se forman por división y crecimiento de otras preexistentes.

II. CLOROPLASTOS

Los cloroplastos son un tipo de plastos, son orgánulos característicos y exclusivos de las células vegetales. Existen varios ti-pos: amiloplastos, cromoplastos ... Los cloroplastos son plastos de color verde, por la presencia de clorofila, capaces de cap-tar la energía de la luz y transformarla en energía química.

A. Estructura

La membrana de los tilacoides contiene los fotosistemas I y II, que contienenlos pigmentos fotosintéticos y las ATP-sintasas (partículas CF1), responsables

de la formación de ATP

Generalmente son de forma lenticular, aunque pueden presentar otras formas, y miden 2 – 4 μm de altura y 5 - 10 μm dediámetro. Como las mitocondrias presentan una doble envoltura membranosa. En su estructura podemos distinguir:

EnvolturaEstá formada por dos membranas fosfolipídicas de estructura unitaria de 60 Å de espesor separadas por un espacio in-termembranoso. Formadas por un 40% de proteínas y un 60% de lípidos. La membrana externa es más permeable alos iones y a las grandes moléculas que la membrana interna.

TilacoidesSon sacos aplanados que se orientan según el eje mayor del cloroplasto y forman una red membranosa dentro del clo-roplasto. Tienen forma de discos aplanados y se apilan formando los grana. Entre los tilacoides de los grana, conectán-dolos entre sí, se disponen los tilacoides del estroma. En su composición hay un 50% de proteínas, un 38% de lípidos yun 12% de pigmentos (2% carotenoides -caroteno y xantofila- y 10% clorofilas a y b). Las proteínas son de tres tipos:proteínas que se asocian a los pigmentos para formar los fotosistemas I y II, proteínas transportadoras de e- y el com-plejo ATP- sintasa (partículas CF1).El espacio intratilacoidal que delimitan juega un papel en el mecanismo fisiológico de la fotofosforilación.

Partículas CF1

Tienen la misma estructura y función que las partículas F1 de las mitocondrias. Aparecen en las superficies estromáti-cas no apiladas de los tilacoides.

Partículas esféricas y partículas oblongas.Constituyen los fotosistemas I y II respectivamente. Están formados por la asociación de los pigmentos con proteínas.

EstromaEs el líquido proteico que rellena el cloroplasto. En su composición aparecen: DNA circular bicatenario, enzimas (ribulo-sa-1,5-difosfatocarboxilasa-oxidasa (rubisco)), iones, fosfatos, nucleótidos, azúcares, ... También hay gránulos de almi-dón y gotas lipídicas y plastorribosomas (70 S), muy semejantes a los ribosomas bacterianos.

B. Función

En los cloroplastos se realiza la fotosíntesis: las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz (fotofosforilación) serealizan en los tilacoides y las reacciones oscuras (fijación del carbono y síntesis de materia orgánica (ciclo de Calvin);asimilación reductora de N y S) en el estroma.

C. Biogénesis

Se originan por división de otros preexistentes o por diferenciación de unos orgánulos precursores denominados proplas-tos.

Cuestiones de selectividadhttp://pdf.manuelgvs.com/bio/selectividad-biologia-9.pdf

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