Mitocondrias Cloroplastos Origen de mitocondrias y cloroplastos

advertisement
1. Mitocondrias
2. Cloroplastos
3. Origen de mitocondrias y cloroplastos
1. Mitocondrias
Las mitocondrias son los orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor
parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales
energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes metabólicos
(glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Sin mitocondrias, los animales y hongos no serían
capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella
el crecimiento y la capacidad de reproducirse. Los organismos llamados anaerobios viven
en medios sin oxígeno, y todos ellos carecen de mitocondrias
La ultraestructura mitocondrial está en relación con las funciones que desempeña:
en la matriz se localizan los enzimas responsables de la oxidación de los ácidos grasos, los
aminoácidos, el ácido pirúvico y el ciclo de krebs.
En la membrana interna están los sistemas dedicados al transporte de los
electrones que se desprenden en las oxidaciones anteriores y un conjunto de proteínas
encargadas de acoplar la energía liberada del transporte electrónico con la síntesis de ATP,
estas proteínas le dan un aspecto granuloso a la cara interna de la membrana mitocondrial.
También se encuentran dispersas por la matriz una molécula de ADN circular y
unos pequeños ribosomas implicados en la síntesis de un pequeño número de proteínas
mitocondriales
Hace poco se creía que todas las mitocondrias humanas eran de origen materno, ya
que parecía que sólo el óvulo aporta las mitocondrias a la célula original (Eva
mitocondrial); hoy en día esta hipótesis ha sido superada ya que se ha demostrado que
durante la fecundación humana, aparte de fusionarse los núcleos del óvulo y el
espermatozoide, también se fusionan las mitocondrias del óvulo con las mitocondrias
paternas procedentes del espermatozoide, aunque la supervivencia de las mitocondrias
paternas es bastante rara. (Schwartz and Vissing, 2002).
Conoce los genes de la mitocondria humana
Al microscopio electrónico las mitocondrias tienen forma cilíndrica con los bordes
redondeados, como las cápsulas de gelatina algunas medicinas. Aparecen dispersas en el
citoplasma, su tinción es grisácea y se tiñen menos y son más grandes que los lisosomas.
Las mitocondrias constan de una membrana externa y una membrana interna que se
pliega formando crestas. La forma de las crestas es variable y puede ser tubular o laminar.
La disposición de las crestas puede ser paralela o perpendicular al eje mayor de la
mitocondria
El número de mitocondrias por célula depende del tipo celular, y en una célula
determinada varía durante la vida celular. Por ejemplo, se ha estimado que células del
hígado (hepatocitos) pueden contener del orden de 800 mitocondrias por célula.
El número de mitocondrias en una célula puede aumentar gracias a que se dividen
por mecanismos de fisión o gemación (flecha) y puede disminuir gracias a un mecanismo
conocido como la autofagia.
2. Los cloroplastos
Se denomina cloroplastos a los plastos verdes propios de las algas verdes y de las
plantas. Muchas veces el término se usa como sinónimo de plasto, algo desaconsejado por
la enorme diversidad de tipos existente.
Los plastos son orgánulos que realizan la fotosíntesis oxigénica y que residen en el
citoplasma de muchas células eucariotas.
En las plantas son orgánulos relativamente grandes, de forma elipsoidal, y
generalmente numerosos. En protistas son a menudo estructuras singulares, que se
extienden más o menos extensamente por el citoplasma.
Los plastos de los diversos grupos eucarióticos son notablemente dispares. Los que
aparecen en las plantas ofrecen una referencia adecuada.
Aparecen delimitados por la envoltura plastidial, formada por dos membranas, la
membrana plastidial externa y la membrana plastidial interna. El espacio entre ambas se
denomina periplastidial. El espacio interior del plasto, el estroma, contiene vesículas
aplastadas llamadas tilacoides, cuyo lumen o cavidad interior se continúa a veces con el
espacio periplastidial, sobre todo en los plastos juveniles (proplastidios). Los tilacoides, que
se extienden más o menos paralelos, forman localmente apilamientos llamados grana.
De las membranas de los tilacoides forman parte los fotosistemas, complejos de
proteínas y pigmentos, responsables de la fase lumínica de la fotosíntesis. La clorofila,
pigmento fotosintéticamente activo generalmente asociado con pigmentos carotenoides, está
localizada en las membranas tilacoides. En los grana se distinguen con microscopio
electrónico de transmisión (MET) unos gránulos que se denominan quantosomas,
considerados como las unidades morfológicas de la fotosíntesis.
Los procesos de la fase oscura de la fotosíntesis, con la fijación del carbono (ciclo
de Calvin) ocurren en disolución en el estroma, aprovechando la energía fijada como ATP
en los tilacoides durante la fase lumínica.
En el estroma reside el ADN plastidial, una versión reducida del cromosoma
bacteriano del que procede portador de un catálogo limitado de genes. Como es común en
bacterias, el plasto verde presenta su ADN en forma de un único cromosoma circular. La
información genética del cromosoma plastidial dirige la formación de un número limitado
de proteínas, el resto son importadas del citoplasma. Para la síntesis proteica el plasto
cuenta con sus propios ribosomas que son, lógicamente, del tipo procariótico (bacteriano).
Los plastos se multiplican por bipartición, una vez duplicado el ADN plastidial.
En las células de las plantas los plastos se desplazan y se orientan cada vez de la
forma más adecuada para la captación de la luz.
Plastos especiales
Todos los plastos Se forman a partir de proplastos, que son los plástidos de células
jóvenes.
En ciertas especies hay pocos proplastos en las células meristemáticas, y entonces
sucede que algunas células hijas no reciben proplastos en la división celular y la progenie de
estas células no tiene cloroplastos.
Cuando ésto ocurre en hojas en desarrollo, las hojas tienen parches blancos, sin
cloroplastos, y se las denomina hojas variegadas.
Los tipos principales son:
 con pigmentos: cloroplastos, gerontoplastos y cromoplastos.
 sin pigmentos: leucoplastos.
Cada uno puede tener características de dos grupos o transformarse uno en otro, con
excepción de los gerontoplastos, que son los cloroplastos envejecidos, senescentes
Como se ha dicho anteriormente, se denomina cloroplastos a los plastos verdes
propios de las algas verdes y de las plantas.
Análogamente se llama rodoplastos a los de las algas rojas, feoplastos a los de las
pardas o crisoplastos a los de las algas doradas. Los etioplastos se forman a partir de los
proplastos en plantas cultivadas en la oscuridad. En ellos, los tilacoides se disponen
formando un cuerpo prolamelar, semicristalino. Al ser expuestas las plantas a la luz, los
etioplastos se transforman en cloroplastos.
Los cromoplastos carecen de clorofila, siendo fotosintéticamente inactivos, pero
contienen carotenoides que dan coloración a hojas y frutos como el tomate.
Los leucoplastos han evolucionado hacia papeles distintos de la fotosíntesis, como
el almacenamiento de reservas (amiloplastos y elaioplastos, que almacenan
respectivamente almidón y grasas.
3. Origen de mitocondrias y cloroplastos
Hipótesis endosimbiótica (Lynn Margulis):
Desde el siglo XX los biólogos advirtieron que hay semejanza entre diversos
orgánulos delimitadas por membranas y ciertas bacterias. En particular, una de las
similitudes más notorias es la que hay entre los cloroplastos y las cianobacterias cargadas de
clorofilas. Así mismo, muchos biólogos notaron el parecido que hay entre las mitocondrias
y otras bacterias de vida libre. El hecho de que los cloroplastos y las mitocondrias posean su
propia ADN y puedan dividirse en forma independiente del resto de la célula apoya la
hipótesis de que estos y otros orgánulos fueron bacterias independientes que invadieron a
las células primitivas y llegaron a establecer una relación permanente con ellas. Se piensa
que los invasores fueron simbiontes a los que beneficiaba el medio protegido del interior
celular y que a su vez brindaban al hospedante, capacidades y talentos de los que éste
carecía. Esto significa que los cloroplastos bien pudieron ser cianobacterias que confirieron
propiedades fotosintéticas a las células que empezaron a darles alojamiento. Otras moneras,
sobre todo las de muy escasas dimensiones, pudieron dar origen de modo similar a otros
orgánulos característicos de la célula eucariota.
Descargar