¿Cuáles son algunas funciones de las mitocondrias en una célula eucariótica?

1. Producción de energía
ATP Synthesis

La función principal de las mitocondrias es la producción de ATP.

Según muchos libros de texto: la producción de energía dentro de las células es la función principal de las mitocondrias . Sin embargo, a algunos estudiantes se les dice que no digan que las mitocondrias “producen” o “crean” energía. Estrictamente, la energía se libera del almacenamiento (en enlaces químicos) por reacciones que ocurren en las mitocondrias. De acuerdo con la Ley de Conservación de la Energía, la cantidad total de energía en un sistema aislado permanece constante a lo largo del tiempo . Los estudiantes de Biología A-Level pueden decir que las mitocondrias son el sitio de la respiración aeróbica en células eucarióticas.

Esto ocurre por un proceso de respiración celular, también conocido como respiración aeróbica , que depende de la presencia de oxígeno . (Cuando el oxígeno es limitado, los productos químicos que de otro modo serían oxidados son, en cambio, metabolizados por la respiración anaeróbica , a través de un proceso que es independiente de las mitocondrias).
Las 3 etapas principales en el proceso general de la respiración celular aeróbica son:

1. Glicólisis – división de moléculas de azúcar
2. Ciclo TCA
3. Transporte de electrones

Para obtener más detalles, consulte la página sobre el Ciclo TCA .

2. Producción de calor:
Termogénesis no temblorosa

El término termogénesis se refiere a la producción de calor en organismos vivos, principalmente mamíferos. Se clasifica según cómo se inicia la producción de calor:

• Termogénesis asociada al ejercicio: debido al movimiento, p. Ej., Escalofrío.
• La termogénesis de la actividad sin ejercicio – incl. termogénesis no temblorosa, ver abajo.
• La termogénesis inducida por la dieta – es decir, el calor generado por el cuerpo después de los procesos digestivos. Ver también tasa metabólica.

La termogénesis no temblorosa se debe a la difusión facilitada de protones en la matriz mitocondrial. Esto se llama “fuga de protones” o “desacoplamiento mitocondrial” y solo ocurre en ciertas circunstancias. Cuando sucede, esto provoca que la energía potencial no utilizada del gradiente electroquímico de protones se libere como calor.

La termogénesis no temblorosa ocurre principalmente en el tejido adiposo marrón, también conocido como “grasa marrón” (el tejido adiposo es “tejido graso”) porque el proceso está controlado por una proteína presente en la grasa marrón. La proteína es termogenina, también conocida como UCP1, y actúa como un canal de protones que a veces permite que protones (es decir, iones H +) entren en la matriz mitocondrial sin contribuir a la síntesis de ATP.

El tejido adiposo marrón se produce en diversas cantidades por diferentes tipos de mamíferos y está en sus niveles más altos en los primeros años de vida y en animales en hibernación, por ejemplo, los osos que viven en ambientes fríos. Por lo general, los humanos adultos solo tienen pequeños depósitos de grasa marrón en todo el cuerpo: la grasa marrón está presente en los humanos al nacer, pero disminuye con la edad.

3. Papel como unidades independientes dentro de las células eucariotas:
Las mitocondrias tienen ADN mitocondrial (ADNmt)

Las mitocondrias contienen su propio material genético, que es independiente de la célula en la que se encuentran.

El ADN mitocondrial (ADNmt) se hereda por vía materna . En la fertilización, solo el ADN nuclear ingresa desde los espermatozoides porque, aunque el huevo contiene mitocondrias, las células espermáticas no lo hacen. Los espermatozoides son tan pequeños que las mitocondrias obstaculizarían su paso hacia el huevo. (Por lo tanto, la capacidad de ejercicio, por ejemplo, para los deportes de resistencia tiende a ser heredada por la madre. La historia ancestral materna también puede rastrearse a través del mtDNA).

El ADN mitocondrial representa aproximadamente el 1% del ADN celular total . Recuérdese que el número de mitocondrias por célula varía considerablemente según el tipo y la función de la célula. ADNmt existe en una disposición circular en la matriz mitocondrial. Las mutaciones de errores en algunos genes mitocondriales pueden provocar ciertas enfermedades: enfermedades mitocondriales. Las mitocondrias se autorreplican (dividen) por fisión, como también lo es para las células bacterianas, que también se conocen como células procariotas.

4.Role en el proceso de apoptosis: (muerte celular programada)

Se producen dos tipos de muerte celular en organismos multicelulares:

• Apoptosis : el proceso de muerte celular programada (PCD), en el que los cambios bioquímicos producen cambios celulares como la contracción celular, la fragmentación nuclear, la condensación de cromatina y la fragmentación del ADN cromosómico, cuya consecuencia final es la muerte de la célula.
• Necrosis : muerte celular traumática (no preprogramada o “programada”), por ejemplo, debido a una lesión celular aguda.

La apoptosis es ventajosa para los organismos por muchas razones. Por ejemplo, durante el desarrollo es necesario que algunas células mueran para que se produzca la formación normal de tejido y órgano, por ejemplo, la diferenciación de los dedos en un embrión humano ocurre por apoptosis de las células entre los dedos, dando como resultado dedos separados. La muerte de células anormales, como células cancerosas o infectadas por virus también es beneficiosa para el organismo. A diferencia de la necrosis, la apoptosis da como resultado fragmentos celulares llamados cuerpos apoptóticos que las células fagocíticas pueden engullir y eliminar rápidamente antes de que el contenido de la célula se derrame sobre las células circundantes, lo que podría causar daño tisular.

Las mitocondrias ayudan a salvaguardar la supervivencia celular cuando es apropiado y a facilitar la apoptosis cuando es necesario. Cuando se estimula la apoptosis de una célula: las proteínas proapoptóticas se insertan en la membrana mitocondrial, formando poros en la membrana.

1. Las proteínas proapoptóticas se insertan en la membrana mitocondrial, formando poros en la membrana.
2. Una proteína llamada citocromo sale del espacio intermembrana de la mitocondria a través de los poros de la membrana mitocondrial.
3. El citocromo emerge de la mitocondria hacia el citosol (es decir, el fluido intracelular) de la célula eucariota.
4. El citocromo en el citosol de la célula estimula una cascada de cambios bioquímicos que conducen a la muerte apoptótica de la célula.

5. Almacenamiento de iones Ca2 +

El calcio 2 + tiene muchas funciones importantes en la bioquímica de las células y en la fisiología en general, por ejemplo, re.

• vías de transducción de señal
• liberación de neurotransmisores de las neuronas
• contracción de las células musculares (Ver también tipos de contracciones musculares).
• muchas enzimas necesitan Ca2 + como cofactor, por ejemplo, en la coagulación de la sangre
• fertilización
  … y se necesita calcio extracelular para mantener la diferencia de potencial entre las membranas celulares excitables y para la formación de huesos sanos

Almacenamiento de Calcio (Ca2 +):

En el caso de los mamíferos, incluidos los humanos, el tejido óseo es el principal sitio de almacenamiento de minerales. La liberación y reabsorción de Ca2 + desde y hacia el hueso está regulada por hormonas. A nivel celular, el Ca2 + se mantiene dentro de dos tipos de orgánulos, el retículo endoplásmico y la mitocondria. El retículo endoplásmico (SER y RER) es el sitio principal de almacenamiento celular de calcio. Las mitocondrias también pueden almacenar transitoriamente calcio, lo que contribuye a la homeostasis de las células del calcio al actuar como “tampones citosólicos” para el calcio.

Nota : Los números enumerados en el LHS anterior son solo para facilitar la referencia a esta lista. La extensión e importancia de estas funciones en cualquier célula particular depende del tipo de célula y, a veces, también de factores adicionales, como la salud del organismo y las enfermedades específicas presentes.

La lista anterior de funciones de las mitocondrias no es exhaustiva, pero es probable que una introducción general sea suficiente para los cursos introductorios que incluyen cierta biología celular, por ejemplo, tipos de células y las estructuras y funciones de los orgánulos celulares.

Otras funciones de las mitocondrias

Muchas otras funciones de las mitocondrias son específicas de ciertos tipos de células,
es decir, algunas de las funciones de las mitocondrias dependen del tipo de células en las que se encuentran.

Los ejemplos de tales funciones incluyen:

• contribución a la síntesis, descomposición y reciclaje de productos bioquímicos necesarios para el funcionamiento celular, por ejemplo, componentes de material genético.
• contribución a la síntesis de ciertas hormonas, por ejemplo, estrógeno y testosterona.
• papel en el metabolismo del colesterol (“metabolismo” se refiere a los cambios químicos debidos a las reacciones en el cuerpo, incluida la energía requerida y liberada)
• papel en el metabolismo de los neurotransmisores (“metabolismo” se refiere a los cambios químicos debidos a las reacciones en el cuerpo, incluida la energía necesaria y liberada)
• Desintoxicación de amoniaco en el ciclo de la urea (el amoníaco se encuentra entre los químicos en los cigarrillos)