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Mitocondria Y Peroxisomas (Peroxisomas (Estructura (Pequeñas estructuras…
Mitocondria Y Peroxisomas
Peroxisomas
Orgánulos intracelulares en el citoplasma
En células eucaristías
Generados a partir del retículo endoplasmático
Función en el metabolismo lipídico
Oxidación de ácidos grasos de cadena larga
El sistema de Beta-oxidación no es capaz de degradar completamente los ácidos grasos
Al carecer de cadena de transporte de electrones y ciclo de Krebs
Para su completa oxidación los productos son transportados al mitocondria
Puede degradar:
Ácidos grasos de cadena larga
Leucotrienos
Prostaglandinas
Precursores de Ácidos Biliares
Determinados ácidos grasos mono- y poliinsaturados
La Beta Oxidación en los peroxisomas es menos eficiente que en las mitocondrias (en términos de ATP)
Síntesis de plasmalógenos y ácidos biliares
Plasmalógenos
Fosfolípidos con un sustituyente éter alquímico sobre el carbono 1 del glicerol
Sus cabezas polares son:
Etanolamina
Colina
Abundantes en el tejido cardiovascular, nervioso o células del sistema inmunitario
Funciones
Protectores frente a las especies reactivas de oxígeno
Participan en mecanismos de señalización celular
Síntesis
Dihidroxiacetona fosfato es esterilizada en el carbono 1 con un acil-CoA de cadena larga
Por la enzima DHAP aciltransferasa
El grupo asilo es reemplazado por un alcohol de cadena larga
Catalizado por la alquilDHAP sintasa
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Estructura
Pequeñas estructuras esféricas
Diámetro de entre 0.3 y 1.5 um
Tiene una matriz de proteínas solubles
Definidos por membrana lipídica
Membrana con permeabilidad selectiva a moléculas pequeñas
Las moléculas voluminosas poseen transportadores específicos
Los cofactores están en un pool
No tienen material genético
Sus 50 tipos de proteínas
Son codificados en el núcleo
Traducidos en el retículo endoplasmático
Importados al peroxisoma por transporte de proteínas
Las proteínas transportadas tienen una secuencia señal en su extremo C-terminal.
Les permite ser reconocidas y formar complejos con receptores solubles en el citoplasma
Los receptores dirigen los complejos a la superficie del peroxisoma
Donde intercalan con proteínas de anclaje
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Tienen sistemas antioxidantes
Pueden adaptarse rápidamente a estímulos metabólicos y ambientales
Mofificando su número y tamaño
La reducción selectiva del número de peroxisomas es la pexofagia
Estructura y Composición de Mitocondrias
Membrana externa
Relación fosfólipido/ proteina 1:1
Porinas
Forman canales que permiten la libre difusión de móleculas.
Complejo TOM
Reconoce proteínas en el citoplasma, facilita su disociación de factores citósolicos a los que puedan estar unidas, contribuye a su desplegamiento y transfiere los polipéptidos a través de poros de la membrana
Puede asociarse a la membrana del retículo endoplásmatico
Membrana interna
Relación fosfólipido/ proteíma 3:1
Solo es permeable a CO2, O2, y H20
Rica en Cardiolipina
Fosfolípido poco común compuesto de 4 ácidos grasos
Contribuye a la impermeabilidad de la membrana
Contiene transportadores encargados de regular el paso de metabolitos (ATP, ADP y piruvato) e iones (como el Ca+)
También se encuentran asociados sistemas de transporte de proteínas al interior de la mitocondria
Complejo TIM23
Metabolismo Oxidativo Mitocondrial
Fosforilación oxidativa
Genera energía en forma de ATP al transferir e- del NADH/ FADH al O2
Ciclo de Krebs
Tiene lugar en la matriz mitocondrial
9 reacciones. Producto inicial y final: oxalacetato
Las reacciones que proporcionan estos componentes son "reacciones anapleróticas"
El oxalacetato y alfa-cetoglutarato son precursores en la síntesis de aminoácidos
El citrato participa en la síntesis de ácidos grasos
El succinato para la síntesis de porfirinas
Beta- oxidación
Tiene lugar en la matriz mitocondrial
Catabolismo de los ácidos grasos
1er paso: Formación de la Acil-CoA por la tioquinasa
Mediante la CTP-I, la acilcarnitina es transportada a la matriz, donde se convierte de nuevo en Acil-CoA por la CTP-II
En cada ciclo se produce un mol de Acetil-CoA, FADH, NADH y Acil-CoA
El Acetil-CoA producido puede unirse al Ciclo de Krebs
Cadena transportadora de electrones
Comprende 3 bombas de protones
El complejo I (NADH deshidrogenasa)
Se transfieren a través del bombeo de protones
Transfiere 4 p+
Complejo III (citocromo c reductasa)
Del complejo II al III no hay bombeo de protones, pasan a través de la Ubiquinona
Transfiere 4 p+
Está formado por 11 subunidades, entre ellas una proteína sulfoférrica con un centro FeS
"Proteína Rieske"
Complejo IV (citocromo c oxidasa)
Transfiere 2 p+
La coenzima Q presenta 2 grupos ceto
La adición de un protón y un e-= semiquinona
Añadir un segundo protón y e-= ubiquinol
Citocromo C
Transfiere e- del complejo III al IV
Síntesis de ATP
La lleva a cabo el complejo V
La subunidad beta presenta sitios de unión de ADP y ATP, y la act. catalítica ATP sintasa
Tiene lugar en la matriz mitocondrial
Proceso que depende del gradiante osmótico de protones
ATP- ADP Translocasa
Ayuda a los nucleótidos a cruzar la membrana mitocondrial interna
Exporta una molécula de ATP de la matriz, e importa una de ADP desde el espacio intermembrana.
El ATP puede fluir hacia el citosol por los poros de porina.
Genoma mitocondrial
ADN mitocondrial (ADNmt)
Molécula circular
16.569 pares de bases
Cadena pesada (H)
Codifica
12 polipéptidos
2 ARNr
14 ARNt
Cadena ligera (L)
Codifica
1 polipéptido
8 ARNt
2 a 10 copias de ADN por mitocondria
Poliplasmia
Depende de la función de la célula
1,000 a 10,000 copias de ADNmt por célula
No se asocia a histonas
Alta tasa de mutación
10 veces más que el ADN nuclear
Heteroplasmia
En una célula
Mitocondrias con ADN normal
Mitocondrias con ADN mutado
Codifica 37 genes
13 subunidades de complejos respiratorios
Complejo I
Complejo III
Complejo IV
Complejo V
22 subunidades de ARNt
Aminoácidos
ARNt de la leucina
ARNt de la serina
ARNr 12S
ARNr 16S
Complejos
Complejo I
NADH deshidrogenasa
Complejo II
Succinato deshidrogenasa
Complejo III
Citocromo C reductasa
Complejo IV
Citocromo C oxidasa
Complejo V
ATP sintasa
Enfermedades Relacionadas al Mitocondrias
Enfermedades que afectan la fucnión mitocondrial
Pueden ser causadas por:
Mutaciones en el ADNmt, adquiridas o heredadas
El ADNmt es heredado por la madre.
Homoplásmicas
Cuando no hay mutaciones en el ADNmt y todas las células tienen el mismo ADNmt
Heroplasmia
Cuando hay moléculas de ADNmt conviviendo con ADNmt normal
En genes nucleares que codifican componentes de la mitocondria
Mutaciones del ADN nuclear en las proteínas de la biogénesis mitocondrial
Sus alteraciones acaba produciendo aberraciones en el ADNmt
Mutaciones de genes nucleares que codifican las subunidades de los complejos respiratorios
Se pueden clasificar en dos grupos
Mutaciones del ADNmt
Mutaciones puntuales y delaciones
Neuropatía óptica hereditaria de Leber
Perdida total de la visión
Epilepsia Mioclónica con fibras rojas rotas
Convulsiones generalizadas y degeneración de tejido muscular
Síndrome de Encefalomiopatía Mitocondrial con Acidosis Lactica
Accidentes cerebrovasculares, demencia y convulsiones
Mutaciones en el ADN nuclear
Mutaciones de genes nucleares que controlan el genoma mitocondrial
Mutaciones de genes nucleares que participan directamente en la respiración
Ejemplos de Enfermedades
Hepatopatía Infantil Mortal
Miopatía congénita
Miopatía infantil
Enfermedades mendelianas autosómicas recesivas
Especies Reactivas de Oxígeno y Defensa Antioxidante Mitocondrial
Radicales Libres de Oxigeno
El oxígeno es reducido por el citocromo c Oxidasa
O2 puede ser peligroso para la célula
Se forma un anión superóxido y más otro electrón genera peróxido de Hidrógeno
En pqecesicia de Fe2+ puede convertirse en un radical libre
Las especies reactivas de Oxígeno pueden causar daño a la mayoría de las macromoléculas de las células
Estas reacciones pueden llevar a:
Fagmentación y formación de agregados proteicos
Riesgo para la viabilidad celular
Pueden dañar el material genético de mitocondria
Disminución en la capacidad de producción de ATP
Estrategias de Defensa
Superóxido Dismutasa
Reduce el O-2 formando O2
Integrantes:
Andrea Yazmín López Sánchez A01632634
Edna Danaé Bustamante A01551988
Johana Becerril Jaime A01632793
Daniella Lizárraga Madrigal A01632532Â
José Ricardo Hernández Ledesma A01632631
Lídia Yazmín Caballero Cárdenas A01632624
Las Vacuolas
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Referencias: Calvo, A. (Biología Celular y Biomédica