LA MITOCONDRIA

Las mitocondrias son las organelas encargadas de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Su actuar es por tanto como central energética de la célula produciendo ATP a partir de la síntesis de carburantes metabólicos como los carbohidratos, ácidos grasos y proteínas.

A partir de diferentes procesos o vías metabólicas que involucran las mitocondrias podemos describir la importancia de éstas para la célula y por ende para los organismos. El metabolismo encontrado en la mitocondria es de tipo aerobio por lo que se ve obligatoriamente involucrado el oxígeno. Los mecanismos para producir energía (ATP) en la mitocondria son el ciclo de Krebs o ciclo del ácido nítrico y la fosforilación oxidativa que comprende dos procesos apartes pero complementarios que son la cadena de transporte de electrones y la cadena respiratoria. En estos procesos evidenciamos como a partir de la sustancia Acetil CoA se dan una serie de reacciones para convertirse en el producto final que es el ATP, donde además se ven involucrados muchos productos y enzimas intermediarias en dichos procesos. Sin la energía proporcionada por las mitocondrias la vida sería muy difícil de darse, incluso con la reducción de esta energía (ATP) se presentan problemas de índole patológico; que interesante resulta saber que por una organela tan pequeña de carácter microscópica afecta el desarrollo de organismos tan complejos.

FUNCIONES DE LA MITOCONDRIA

Las mitocondrias se describen en ocasiones como "generadoras de energía"

de las células, debido a que producen la mayor parte del suministro de adenosín

trifosfato (ATP), que se utiliza como fuente de energía química. La principal

función de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-

oxidación de ácidos grasos) y la obtención de ATP mediante la fosforilación

oxidativa, que es dependiente de la cadena transportadora de electrones; el ATP

producido en la mitocondria supone un porcentaje muy alto del ATP sintetizado

por la célula.

 

También sirve de almacén de sustancias como iones, agua y algunas partículas

como restos de virus y proteínas.

Además de proporcionar energía en la célula, las mitocondrias están implicadas

en otros procesos, como la señalización celular, diferenciación celular, isostasia

del calcio, muerte celular programada, así como el control del ciclo celular y el

crecimiento celular.

CITOCROMO OXIDASA

La enzima citocromo c oxidasa o complejo IV (número EC 1.9.3.1) es una proteína transmembrana que se encuentra incluida en bicapas lipídicas de bacterias y en mitocondrias. Se trata de la última enzima de la cadena de transporte de electrones, recibiendo un electrón de cada uno de las cuatro moléculas de citocromo c; después, los transfiere a una molécula de oxígeno, reduciéndola a dos moléculas de agua. Acoplada a este proceso, se produce una translocación de protones a través de la membrana, lo cual genera un gradiente electroquímico que la enzima ATP sintasa emplea para sintetizar adenosín trifosfato (ATP).1La reacción catalizada por la enzima puede resumirse como sigue (el término: 4 H+fuera hace referencia a protones expulsados al espacio intermembrana mitoncondrial)

4 Fe2+-citocromo c + 8 H+in + O2 → 4 Fe3+-citocromo c + 2 H2O + 4 H+fuera

Estructuralmente, el complejo IV es una proteína integral de membrana que incluye varios prostéticos metálicos así como 13 subunidades, en mamíferos. De estas 13, diez están codificadas por genes situados en el genoma nuclear y tres

en el mitocondrial. El cómo dos centros de cobre (uno denominado CuA y el otro CuB

centers. En realidad, el citocromo a3 y el CuBforman un centro binuclear en el cual se produce

la reducción del oxígeno molecular a agua.

El citocromo c, elemento anterior en la cadena de transporte de electrones (que está reducido

mediante el complejo citocromo bc1, también denominado complejo III), se une a la citocromo

c oxidasa en un lugar cercano al centro binuclear. Al acercarse, cede un electrón, se oxida y

regresa por tanto a su estado Fe+3. El CuA del complejo IV, que es quien acepta ese electrón,

lo cede a su vez al citocromo a, y éste al centro binuclear citocromo a3- CuB. En este último

complejo los dos metales, el átomo de hierro y el de cobre, se encuentran a 4.5 Å de distancia

entre sí y coordinan un ion hidróxido completamente oxidado.

La cristalografía de rayos X arroja una inusual modificación postraduccional de la citocromo c oxidasa: el C6 de la Tyr 244 complejo posee dos grupos hemo, un citocromo a y otro a3, así

y el ε-N de la His 240 (numeración del complejo en bovino). Este enlace es esencial en la

acepción de cuatro electrones del complejo binuclear, pues son precisos estos cuatro para

reducir el O2 a dos moléculas de agua. El mecanismo de reducción podría estar basado en un

estado intermediario peróxido, que daría lugar a la producción de radicales su peróxido; la

hipótesis más aceptada es la rápida reducción del oxígeno molecular por acepción de los

cuatro electrones, lo que redundaría en la ruptura del enlace oxígeno-oxígeno.

 

SUCCINICO DESHIDROGENASA

También llamada succinato –coenzima Q reductasa o respiratoria complejo II es un complejo de enzima, unidos a la membrana interna de la mitocondria de las células bacterianas, mitocondrias y muchos mamíferos .Es la única enzima que participa en el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones . En el paso 8 del ciclo del ácido cítrico, SQR cataliza la oxidación del succinato a fumarato con la reducción de ubiquinona a ubiquinol. Esto se produce en la membrana mitocondrial interna mediante el acoplamiento de las dos reacciones.

TEJIDOS CON PRESENCIA DE MITOCONDRIAS

Algunas características hacen únicas a las mitocondrias. Su número varía ampliamente según el tipo de organismo o tejido. Algunas células carecen de mitocondrias o poseen solo una, mientras que otras pueden contener varios miles. Este orgánulo se compone de compartimentos que llevan a cabo funciones especializadas.

El numero de mitocondrias en una célula depende de función de ésta. Las células con demanda de energía particularmente elevadas, como las musculares tienen muchas más mitocondrias que otras.

Las mitocondrias son muy abundantes en el corazón, donde constituyen un 20-40% del volumen celular, por ser un tejido de gran demanda energética. La producción energética mitocondrial depende de factores genéticos codificados por el núcleo y por el ADNmt, que modulan la función mitocondrial normal, incluyendo la actividad enzimática y la disponibilidad de cofactores, y de factores ambientales como la disponibilidad de combustibles (p. ej., azúcares, grasas y proteínas) y oxígeno.

LINKS INTERNOS

http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel3CitoP.html http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Cel11MITO.html

http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/6-mitocondrias.php

LINKS EXTERNOS

http://www.afanporsaber.es/2013/03/las-mitocondrias-seres-extranos-en-nuestro-cuerpo/#.VG69OcmYhco

http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo

http://luisluna1.blogspot.com/2012/02/imagenes-del-recuerdo-las-mitocondrias.html =

http://www.bago.com/BagoArg/Biblio/cardioweb1120.htm

ANÁLISIS DE RESULTADOS

En el tubo de ensayo número dos de la actividad enzimática con se puede observar que la reacción no se dio y que su coloración es mínima comparada con las otras sustancias debido a que está presente el cianuro de potasio, quien actúa inhibiendo la citocromo oxidasa y por tal motivo se interrumpe el, transporte de electrones produciendo una cianosis celular

Solución Blanco' se le aplicó una aceptor electrónico artificial (Azul de metileno) el cual define la actividad enzimática de la solución, posteriormente se le añadió solución salina; lo cual actúa como líquido extra-celular generando un intercambio de sodio y dando proporciones de oxígeno a la reacción. Todo este proceso es necesario para identificar el cambio de succinato a fumarato que se da en la membrana interna de la mitocondria, la reacción se debe dar en un medio anaerobio y si se obtiene una coloración se observará que la reacción cumplió con la función de Oxidación, y así mismo el proceso de catalizar las enzimas presentes. Este proceso lo encontramos también en el hígado, músculo de pollo y el corazón. Finalmente se concluye que de la muestra de corazón e hígado se obtuvo una tinción oscura lo cual evidencia la actividad de las enzimas presentes en la mitocondria. La muestra de músculo pollo es un poco más incolora debido a que estas enzimas están más presentes en corazón e hígado, mientras que en esta se observa pero con menor precisión, por ende se mantiene constante en los cambios que se efectuarán con el medio y la temperatura.

Tub0 1' a esta solución se le aplicó Solución salina produciendo una reoxidación ya que esta da las habilidades para obtener oxígeno a través del sodio Na+, por otro lado se le adicionó Succinato de sodio que interviene en el ciclo de krebs reduciendo la coenzima FAD, permitiendo la secuencia de la energía , llegando a este punto el azul de metileno se hace presente dependiendo de la coloración obtenida en la muestra: si la coloración es oscura se identificará el proceso de oxidación, pero si la coloración no es notoria se observará la reoxidación de las enzimas presentes en las mitocondrias del corazón. Finalmente se agrega el aislante (aceite mineral) que actúa como separador del medio y entorno en el que se encuentre la enzima, es necesario tener un medio anaerobio de lo contrario no se dará la coloración apropiada. Se puede concluir observando la muestra que b1' se encuentra incolora es probable que la administración de solución salina afectará el medio en el que se encontraban las enzimas.

Tubo 2 ' se le aplicaron las mismas sustancias de la B1' pero con una cantidad de solución salina menor a la de Blanco'; que le sede las propiedades de oxígeno a la

reacción, generando así una reoxidación mínima casi no notoria, que se observará con el azul de metileno con una coloración más rojiza dependiendo del órgano escogido debido a que la cantidad de extracto enzimático que se aplicó fue menor, posteriormente se le administró aceite mineral para aislar el factor determinante, con el fin de generar la reacción en el medio adecuado. En la muestra de corazón e hígado se puede observar que la coloración no es tan incolora sin embargo no presenta el respectivo color. En la muestra de pollo no se observa un cambio entre B' y B1' se concluye que tal vez la diferencia es mínima debido a que no hay gran presencia de estas enzimas.

Tubo 3´ se debe observar una reacción más clara debido a que la cantidad del extracto enzimático es mucho mayor y las sustancias actuarán de igual manera, sin embargo en ésta hay que tener en cuenta que la tinción del producto de corazón e hígado se debe a que la reacción de enzimas se da con mejor proporción por ende la coloración de ésta es más prolongada. En el pollo se puede observar que no hace la misma reacción, en ésta hay un proceso incoloro, lo cual lleva a concluir que hubo una reoxidación clara.

Tubo 4' se aplicó solución salina, el succinato de sodio, quienes actúan reduciendo la coenzima FAD, obteniendo así la secuencia de la obtención de energía, posteriormente se le aplicó azul de metileno para demostrar la efectividad de las enzimas presentes, sin embargo la reacción no se observará ya que se le administró un ácido dicarbolxilico (malonato de sodio) lo cual inhibe los procedimientos de las enzimas presentes en la membrana interna de la mitocondria, por ende no se observará ningún cambio en esta reacción. En el producto final de pollo se observará la diferencia entre B'- B4' se puede concluir que efectivamente no hubo reacción. En hígado se puede observar que permanece con una coloración diferente, en conclusión la inhibición se observó.

SINDY BENAVIDEZERIKA GARCÍA

ALEXANDRA MELÉNDEZDANIELLA QUINTERO

GEONEY SANABRIA