mitocondrias , vacuolas y cloroplastos

  • Published on
    10-Jul-2015

  • View
    427

  • Download
    0

Transcript

Mitocondrias y Vacuolas Mitocondrias Que es una mitocondria?Lasmitocondriassonorgneloscelularesencargados de suministrar la mayor parte de laenerganecesaria para la actividad celular (respiracin celular). Actan como centrales energticas de la clula y sintetizanATPa expensas de los carburantes metablicos (glucosa,cidos grasosyaminocidos). La mitocondria presenta unamembranaexterior permeable aiones,metabolitosy muchospolipptidos. Eso es debido a que contieneprotenasque forman poros llamadosporinasoVDAC(canal aninico dependiente de voltaje), que permiten el paso demolculasde hasta 10kDa ( kilodaltons ) de masa y un dimetro aproximado de 2nmlas mitocondrias se encuentran en todas las celulas eucariontes de plantas y animales .En estos organelos es donde se produce la mayor parte de atp . Se producen 30 moleculas de atp por cada molecula de glucosa que se oxida La estructura de la mitocondriaLas mitocondrias son similares en su tamao y su forma a las bacterias , pueden variar dependiendo de el tipo de celula .Las mitocondrias contienen su propio material genetico DNA y RNA y un sistema completo de transcripcion y traduccion y ribosomas que les permite sintetizar proteinas .Cada mitocondria esta delimitada por dos membranas muy especializadas uno en torno de la otra , las membranas externa e interna de la mitocondria definen dos compartimentos : espacio interno llamado matriz y un espacio intermembrana mucho mas estrecho .Las partes de la mitocondria son :Membrana externa: que contiene muchas moleculas de una proteina transportadora llamada porina que forma canales . La membrana es permeable a las moleculas de 5,000 daltons o menos.Membrana interna: esta plegada en numerosas crestas y contiene proteinas que realizan las reacciones de oxidacion a la cadena de transporte de electrones y la atp sintasa , que produce atp en la matriz Matriz: Este amplio espacio interno contiene una mezcla muy concentrada de cientos de enzimas , incluidas las necesarias para la oxidacion del piruvato y de los acidos grasos y para el ciclo de krebs .Espacio intermembrana: este espacio contiene varias enzimas que utilizan atp que sale de la matriz y fosforilan a otros nucleotidosEl ciclo del acido citrico genera electrones de alta energiaLas mitocondrias pueden usar como combustible el piruvato o los acidos grasos. El piruvato proviene sobre todo de la glucosa , azucares y acidos grasos derivados de las grasas . ambos tipos de moleculas combustibles son transportadas a traves de la membrana mitocondrial interna y luego transformadas en un intermediario metabolico esencial la acetil CoA por la accion de enzimas localizdas en la matriz mitocondrial.Los grupos acetilo de la acetil CoA son oxidados posteriormente en la matriz por el ciclo del acido citrico La cadena de transporte de electrones bombea protones a traves de la membrana mitocondrial internaLa cadena respiratoria da lugar a la fosforilacion oxidativa . Cada cadena contiene mas de 40 proteinas , las cuales la mayoria se localizanen la bicapa lipidica y funcionan solamente en una membrana indimne. Sin embargo los componentes de la cadena de transporte de electrones como otras proteinas pueden ser solubilizados con detergentes no ionicos , purificados y luego reconstituidos en forma operativa en pequeas vesiculas de membrana La mayoria de las proteinas que participan en la cadena mitocondrial de transporte de electrones esta agrupada en tres grandes complejos enzimaticos respiratorios, cada uno contiene multiples proteinas individuales. Cada complejo dispone de proteinas transmembrana que sostienen con firmeza todo el complejo proteico en la membrana mitocondrial interna Los 3 complejos enzimaticos respiratorios , el orden que reciben electrones son :NADH DeshidrogenasaCitocromo b-c1 Citocromo oxidasaCada uno contiene iones metalicos y otros grupos quimicos que forman una via para el paso de electrones a traves del complejo .El transporte de electrones comienza cuando un ion hidruro (H-) es cedido por NADH y se convierte en un proton y dos electrones de alta energia H- n H+ + 2e-Esta reaccion es catalizada por el primero de los dos complejos enzimaticos respiratorios, la NADH deshidrogenaza que acepta los electrones NADHLos electrones se transfieren por medio de tres complejos de enzimas respiratorias en la membrana mitocondrial interna .Durante la transferencia de electrones del NADH al oxigeno , los complejos de enzimas respiratorias a traves de las membrana bombean los protones procedentes del agua desde la matriz hacia el interior del espacio intermembrana por medio de los complejos de enzimas respiratorias. La ubiquinona y el citocromo c actuan como transportadores moviles que llevan electrones hasta el proximo complejoEl gradiente electroquimico de protones impulsa la sintesis de atpEl mecanismo que hace esto posible es una enzima denominada ATP sintasa . Esta enzima crea una via hidrofila a traves de la membrana mitocondrial que permite que los protones fluyan a favor de su gradiente electroquimicoComo estos iones encuentran su camino mediante la enzima , se impulsa la reaccion desfavorable desde el punto de vista energetico entre ADP y P que forman el ATPLa ATP sintasa es una proteina de garan tamao formada por varias subunidades .Una porcion enzimatica en forma de cabezuela , se proyecta hacia la cara de la matriz de la membrana mitocondrial interna y se adhiere por medio de una subunidad mas delgada con forma de tallo en un transportador de protones transmembrana .La sintasa actua esencialmente como motor molecular que genera energia ya que convierte la energia del flujo protonico a favor de un gradiente en la energia mecanica de dos grupos de proteinas que chocan entre si . Las proteinas del tallo giratorio impelen las proteinas estacionarias de la cabeza . Esta deformacion mecanica se convierte en energia quimica de enlace a medida que las subunidades producen ATPEl transporte acoplado a travs de la membrana mitocondrial interna es impulsado por el gradiente de concentracin. La sntesis de ATP no es el nico proceso dirigido por el gradiente electroqumico de protones. El gradiente electroqumico de protones. Los gradientes de protones producen la mayor parte del ATP de las clulas.Los ATP no se forman directamente como sucede en la glucolisis; se producen a partir de la energa transportadora por el NADH y el FADH. Se genera durante la glucolisis y el ciclo del acido citrico. El FADH generado durante el ciclo de acido citrico produce una cantidad neta de solo 1,5 molculas de ATP.La conversin rpida de ADP en ATP en las mitocondrias mantiene una elevada relacin ATP/ADP en las clulas.Las molculas ADP producidas por la hidrolisis del ATP en el citosol ingresan rpidamente en la mitocondria donde son recargadas. Mientras que las molculas ATP formadas en la matriz mitocondrial por fosforilacion oxidativa son rpidamente bombeadas dentro del citosol, donde son necesarias. Mecanismos moleculares del trasporte de electrones y bombeo de protones. Los protones se parecen a otros iones positivos como el Na+ y el K+ en lo que respecta a sus movimientos a travs de las membranas. El potencial redox es una medida de las afinidades de los electrones.Cualquier electrn eliminado de una molcula pasa siempre a otra. Entonces cuando una molcula se oxida, otra se reduce. El NADH es un fuerte dador de electrones ya que estos estn unidos por un enlace de alta energa .El NAHD de manera que su par NAD*, en necesariamente un recetor dbil de electrones.La transferencia de electrones libera grandes cantidades de energa. Los metales unidos estrechamente a las protenas constituyen transportadores de electrones verstiles. Orgnulos membranosos energticos: mitocondria y cloroplastosEl cloroplastoSon orgnulos coloreados por la existencia de pigmentos que se incluyen en un grupo ms extenso: los plastidios o plastosCloroplastos: clorofila fotosntesisCromoplastos: licopenos, carotenos, ficoeritrina y ficocianina (algas)Leucoplastos: carecen de color. Aparecen en clulas embrionarias y germinales.AmiloplastosalmidnProteoplastos protenasElaioplastos lpidosPlastoscromoplastos de la planta de chile ( Capsicum ), cromoplastos de la planta de tomate ( Solanum lycopersicum )y cloroplastosEl cloroplastoSon orgnulos exclusivos de las clulas vegetales. Realizan la fotosntesis, un proceso por el que las plantas y otros organismos son capaces de aprovechar la energa de la luz solar, para convertir la materia inorgnica (agua, dixido de carbono, sales minerales) en biomolculas ms complejas (glcidos) una vez transformada en energa qumica.Forma, tamao, nForma variable (oval, helicoidal)Tamao: 4-6 micras de dimetroN: 20-40/clulaDistribucin: se orientan en funcin de la luzCiclosisameboideosEl cloroplasto: estructuraTres componentes:Envoltura: membrana doble (sin clorofila)ExternapermeableInternaimpermeable, requiere de carriersEspacio intermembranoso: espacio entre las membranas externa e internaEstroma: matriz que rellena el cloroplasto. Contiene ADN, ribosomas, macromolculas (grnulos de almidn, protenas y lipidos)Funcin fijar el dixido de carbono, sntesis de glcidos, cidos grasosTilacoides o lamelas: TilacoidesVesculas aplanadasDisponen paralelamente al eje mayor del cloroplastoSeparan el estroma de un espacio intratilacoidalSon membranas sin relacin morfolgica con la membrana interna aunque se originan a partir de la mismaPueden estar apiladas formando los GRANA o no, formando los tilacoides del estroma en cuyo caso adoptan un aspecto tubularContienen todos los componentes de la fotosntesis El interior del cloroplasto se aprecian tres compartimentos:EstromaIntratilacoidalintermembranosoTilacoides: composicinFormados por complejos lipoprotecos: pigmentos lipdicos asociados a protenas estructurales (12%)Son de tres tipos:Sistemas fotosistticos de absorcin de luz. Constituyen los fotosistemas y complejos antenaExisten dos tipos: el fotosistema I (PSI) y el fotosistema II (PSII)Junto a estos aparecen otros no fotosintticos: sistema de transporte electrnico: complejo de citocromos, y plastoquinona que tiene como misin trasferir los electrones del PSII al PSI sistema fotofosforilante acoplado al anterior: solo en tilacoides del estroma. ATPasaFotosistemas (conjunto formado por la clorofila y un compuesto aceptor de electrones)PSIAparece tanto en los tilacoides del estroma como grana.Reduce el NADP inducido porla luz.Contiene el pigmento P700PSIIAparece tanto en los tilacoides del grana.Libera oxgeno del agua inducido porla luz.Contiene el pigmento P680Los complejos antenaFormados por un conjunto de pigmentos captadores de luz asociados a protenas.Las clorofilas y carotenos absorben luz excitndose adquiriendo un estado energtico mayor. Al volver a su estado inicial ceden parte de esa energa a otro pigmento, de esa forma se va canalizando hasta un centro de reaccin que la transfiere a los P700 y P680El cloroplasto: funcinEncargados de llevar a cabo la fotosntesisSe desarrolla en dos fases:Luminosa: tilacoidesDependiente de la luzRequiere pigmentosConversin de la energa luminosa en qumicaGenera poder reductorOscura: estroma No dependiente de la luzFijacin y reduccin del dixido de carbono a compuestos orgnicosFotosntesisFase luminosaFase oscuraFotosntesis (fase luminosa)Origen de los cloroplastosSe originan por simbiosis de organismos procariotas (algas cianofceas) en una clula huspedEn este caso el parsito sera un auttrofo capaz de transformar la energa luminosa en qumicaEndosimbiosis secundariaCiertos protozoos o algas han incorporado otras algas mediante fagocitosis, sin digerirlas, realizndose intercambios genticos que estabilizan la uninVacuolaQu son las vacuolas ?Una vacuola es un orgnulo celular. Las vacuolas son compartimentos cerrados o limitados por membrana plasmtica que contienen diferentes fluidos, como agua, aceites esenciales, protenas, almidn o enzimas, aunque en algunos casos puede contener slidos, se presenta en plantas y en algunas clulas protistas eucariotas. Forma Son burbujas que se forman en el citoplasma .Tiene la forma de una bolsa rodeada por una sola membrana, se presentan en mayor tamao en las clulas vegetales y puede llegar a ocupar el 90% del volumen de este tipo de clulas cuando la clula es madura, ahora cuando es inmadura contiene un montn de vacuolas pequeas que luego se van juntando conforme maduran.En el interior de las vacuolas, en el jugo celular, se encuentran una gran cantidad de sustancias. La principal de ellas es el agua, junto a otros componentes que varan segn el tipo de planta en la que se encuentren. Adems de agua.Debido al transporte activo y retencin de ciertos iones por parte del tonoplasto, los iones se pueden acumular en el lquido vacuolar en concentraciones muy superiores a las del citoplasma exterior. A veces la concentracin de un determinado material es suficientemente grande como para formar cristales, por ejemplo, de oxalato de calcio, que pueden adoptar distintas formas: drusa, con forma de estrellas, y rafidios, con forma de agujas. Algunas vacuolas son cidas, como por ejemplo la de los ctricos.La vacuola, es a menudo un lugar de concentracin de pigmentos. Los colores azul, violeta, prpura, rojo de las clulas vegetales se deben, usualmente, a un grupo de pigmentos llamados antocianinas (responsables de las coloraciones de frutas y verduras).Cmo se forman y donde se forman ?Las vacuolas se forman en el citoplasma La mayora de las vacuolas se forman por la fusin de mltiples vesculas membranosas. El orgnulo no posee una forma definida, su estructura vara segn las necesidades de la clula.Las vacuolas alimentarias se forman durante la fagocitosis, son elementos de la clula. Sin embargo muchas clulas contiene vacuolas permanentes que desempean papeles importantes en el , mantenimiento de la integridad de la clula, sobre todo en la regularizacin del contenido de agua en las clulas La fagocitosis (del griego phagein, 'comer' y kytos, 'clula'), es un tipo de endocitosis por el cual algunas clulas (neutrfilos y macrfagos) rodean con su membrana citoplasmtica a un antgeno, clula apotetica, restos celulares, microrganismos y sustancias de un tamao generalmente mayor a 0.5nm y lo introducen al interior celular. Esto se produce gracias a la emisin de pseudpodos alrededor de la partcula o microrganismo hasta englobarla completamente y formar alrededor de l una vescula, llamada fagosoma, la cual fusionan posteriormente con lisosomas para degradar el antgeno fagocitado.Es uno de los medios de transporte grueso que utilizan para su defensa algunas clulas de los organismos pluricelulares. En organismos multicelulares, este proceso lo llevan a cabo clulas especializadas, casi siempre con el fin de defender al conjunto del organismo frente a potenciales invasores perjudiciales.En muchos organismos superiores, la fagocitosis es tanto un medio de defensa ante microrganismos invasores como de eliminacin (e incluso reciclaje) de tejidos muertos.Clula eucariota Vacuolas contrctiles o Pulstil Los microrganismos de agua dulce (protistas como la paramecium) contienen vacuolas contrctiles Formadas: por ductos conectores, un deposito central y un tubo que conduce a un poro de la membrana plasmtica Vesculas de dimetros variados y limitan con una unidad de membranas.Funcin: Su funcin es de encargarse de eliminar el exceso de agua. Regulan la cantidad de agua en la clula. Se utiliza energa celular para bombear sales del citoplasma del protista o ductos colectores. El agua las sigue por osmosis y drena hacia el deposito central, cunado el deposito esta lleno, se contrae expulsando el agua atreves del poro de la membrana plasmtica Vacuola de la clula vegetal - Ubicado entre la pared externa del retculo endoplasmtico y entre la membrana celular.- Cavidad rodeada por membrana, repleta de agua y con varios azcares, sales, protenas, y otros nutrientes diluidos en ella.- Cada clula vegetal solo posee una sola vacuola, variables de tamao, Pueden ocupar entre un 5 y un 90 % del volumen celular. Funciones:* Acumulacin de reservas y productos txicos* Crecimiento de las clulas por presin de turgencia* Funciones anlogas a los lisosomas cuando contienen enzimas hidrolticas,* Homestasis del interior celular.* En algunos rganos de ciertas plantas permiten rpidos movimientos (Mimosa, Dionaea).Vacuolas central y la presin de turgencia en las clulas vegetales Vacuolas heterofgicas o digestivas (heterofagia) con sustratos procedentes del medio externo, cuya finalidad es alimenticia y defensiva Las partculas procedentes del medio externo penetran en la clula, mediante un proceso de invaginacin de la membrana celular, que se separa de sta, formndose una vacuola alimenticia o vacuola de endocitosis. Los lisosomas primarios se unen a esta vacuola, dando lugar a un orgnulo nico, la vacuola digestiva o lisosoma secundario, que contiene no slo enzimas hidrolticos, sino tambin molculas que va a digerir, por lo que se considera a esta vacuola el estmago celular. Estas molculas, una vez que son digeridas, pasan al citoplasma celular. Sin embargo, no todas las sustancias son digeridas y por tanto no pueden ser aprovechadas por la clula. A estas partculas no digeridas se las llama productos residuales, siendo expulsados al exterior de la clula despus de que la vacuola digestiva se ha transformado en vacuola fecal.Existen otras estructuras que se llaman tambin vacuolas pero cuya funcin es muy diferente: Vacuolas digestivas: se produce la digestin de sustancias nutritivas, una vez digeridas pasan al interior de la clula y los productos de desecho son eliminados hacia el exterior de la clula. Vacuolas alimenticias: funcin nutritiva, forma a partir de la membrana celular y del retculo endoplasmtico.

Recommended

View more >