Trabajo Colaborativo De Biologia.docx

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

Facultad de Ciencias Médicas; Nivelación y admisión

MITOCONDRIA Y CLOROPLASTOS

Autores: -

Jhandry Aviles Moscoso Cristóbal Arizaga Fabián Ignacio Pauta

Docente: -

Doctora: Jessenia Santana

Paralelo: -

M3

CUENCA – ECUADOR

2018

INDICE Contenido MITOCONDRIA ........................................................................................................................................ 3 ORIGEN .................................................................................................................................................. 4 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN..................................................................................................... 4 MEMBRANA INTERNA ....................................................................................................................... 5 ESPACIO INTERMEMBRANOSO ..................................................................................................... 6 MATRIZ MITOCONDRIAL ................................................................................................................ 6 FUNCIÓN ................................................................................................................................................ 6 ENFERMEDADES MITOCONDRIALES .......................................................................................... 7 LOS CLOROPLASTOS ............................................................................................................................. 8 ORIGEN .................................................................................................................................................. 8 ESTRUCTURA ....................................................................................................................................... 9 EN LAS PLANTAS........................................................................................................................... 10 MEMBRANA DEL CLOROPLASTO ............................................................................................... 10 PIEZAS INTERNAS ........................................................................................................................ 11 FUNCIÓN .............................................................................................................................................. 11 IMPORTANCIA ................................................................................................................................... 11 ANEXO ...................................................................................................................................................... 13 .................................................................................................................................................................... 14 BIBLIOGRAFIAS ...................................................................................................................................... 15

MITOCONDRIA Las mitocondrias son orgánulos citoplasmáticos provistos de doble membrana que se encuentran en la mayoría de las células eucariotas. Su tamaño varía entre 0,5–10 micrómetros (μm) de diámetro. 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. Además de proporcionar energía a la célula, las mitocondrias están implicadas en otros procesos, como la señalización celular, diferenciación celular, muerte celular programada, así como el control del ciclo celular y el crecimiento celular. 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 sólo una, mientras que otras pueden contener varios miles. Este orgánulo se compone de compartimentos que llevan a cabo funciones especializadas. Entre éstos se encuentran la membrana mitocondrial externa, el espacio intermembranoso, la membrana mitocondrial interna, las crestas y la matriz mitocondrial. Las proteínas mitocondriales varían dependiendo del tejido y de las especies: en humanos se han identificado 615 tipos de proteínas distintas en mitocondrias de músculo cardíaco; mientras que en ratas se han publicado 940 proteínas codificadas por distintos genes. Se piensa que el proteoma mitocondrial está sujeto a regulación dinámica. Aunque la mayor parte del ADN de la célula está en el núcleo celular, la mitocondria tiene su propio genoma, que muestra muchas semejanzas con los genomas bacterianos. Existen varias enfermedades de origen mitocondrial, algunas de las cuales producen disfunción cardiaca, y muy probablemente participa en el proceso de envejecimiento. (zacatecas, 2010)

ORIGEN La científica estadounidense Lynn Margulis, junto con otros científicos, recuperó en torno a 1980 una antigua hipótesis, reformulándola como teoría endosimbiótica. Según esta versión actualizada, hace unos 1.500 millones de años, una célula procariota capaz de obtener energía de los nutrientes orgánicos empleando el oxígeno molecular como oxidante, se fusionó en un momento de la evolución con otra célula procariota o eucariota primitiva al ser fagocitada sin ser inmediatamente digerida, un fenómeno frecuentemente observado. De esta manera se produjo una simbiosis permanente entre ambos tipos de seres: la procariota fagocitada proporcionaba energía, especialmente en forma de ATP y la célula hospedadora ofrecía un medio estable y rico en nutrientes a la otra. Este mutuo beneficio hizo que la célula invasora llegara a formar parte del organismo mayor, acabando por convertirse en parte de ella: la mitocondria. Otro factor que apoya esta teoría es que las bacterias y las mitocondrias tienen mucho en común, tales como el tamaño, la estructura, componentes de su membrana y la forma en que producen energía, etc. Esta hipótesis tiene entre sus fundamentos la evidencia de que las mitocondrias poseen su propio ADN y está recubierta por su propia membrana. Otra evidencia que sostiene esta hipótesis es que el código genético del ADN mitocondrial no suele ser el mismo que el código genético del ADN nuclear A lo largo de la historia común la mayor parte de los genes mitocondriales han sido transferidos al núcleo, de tal manera que la mitocondria no es viable fuera de la célula huésped y ésta no suele serlo sin mitocondrias. (Fig1) ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN La morfología de la mitocondria es difícil de describir puesto que son estructuras muy plásticas que se deforman, se dividen y fusionan. Normalmente se las representa en forma alargada. Su tamaño oscila entre 0,5 y 1 μm de diámetro y hasta 7 μ de longitud.

Su número depende de las necesidades energéticas de la célula. Al conjunto de las mitocondrias de la célula se le denomina condrioma celular. Las mitocondrias están rodeadas de dos membranas claramente diferentes en sus funciones y actividades enzimáticas, que separan tres espacios: el citosol, el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial. Es una bicapa lipídica exterior permeable a iones, metabolitos y muchos. Eso es debido a que contiene proteínas que forman poros, llamadas porina que permiten el paso de grandes moléculas de hasta 10.000 dalton y un diámetro aproximado de 20 Å. La membrana externa realiza relativamente pocas funciones enzimáticas o de transporte. Contiene entre un 60 y un 70% de proteínas. (Fig2) (zacatecas, 2010)

(zacatecas, 2010) (zacatecas, 2010) Membrana externa MEMBRANA INTERNA La membrana interna contiene más proteínas, carece de poros y es altamente selectiva; contiene muchos complejos enzimáticos y sistemas de transporte transmembrana, que están implicados en la translocación de moléculas. Esta membrana forma invaginaciones o pliegues llamadas crestas mitocondriales, que aumentan mucho la superficie para el asentamiento de dichas enzimas. En la mayoría de los eucariontes, las crestas forman tabiques aplanados perpendiculares al eje de la mitocondria, pero en algunos protistas tienen forma tubular o discoidal. En la composición de la membrana interna hay una gran abundancia de proteínas (un 80%), que son además exclusivas de este orgánulo (Fig2)

ESPACIO INTERMEMBRANOSO Entre ambas membranas queda delimitado un espacio intermembranoso está compuesto de un líquido similar al hialoplasma; tienen una alta concentración de protones como resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. En él se localizan diversos enzimas que intervienen en la transferencia del enlace de alta energía del ATP, como la adenilato quinasa o la creatina quinasa. (Fig3) MATRIZ MITOCONDRIAL La matriz mitocondrial o mitosol contiene menos moléculas que el citosol, aunque contiene iones, metabolitos a oxidar, ADN circular bicatenario muy parecido al de las bacterias, ribosomas tipo 70S similares a los de bacterias, llamados mitorribosomas, que realizan la síntesis de algunas proteínas mitocondriales, y contiene ARN mitocondrial; es decir, tienen los orgánulos que tendría una célula procariota de vida libre. En la matriz mitocondrial tienen lugar diversas rutas metabólicas clave para la vida, como el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de los ácidos grasos; también se oxidan los aminoácidos y se localizan algunas reacciones de la síntesis de urea y grupos hemo. (Fig2) FUNCIÓN Del apartado anterior se deduce que 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.

ENFERMEDADES MITOCONDRIALES El ADN mitocondrial humano contiene información genética para 13 proteínas mitocondriales y algunos ARN; no obstante, la mayoría de las proteínas de las mitocondrias proceden de genes localizados en el ADN del núcleo celular y que son sintetizadas por ribosomas libres del citosol y luego importadas por el orgánulo. Se han descrito más de 150 enfermedades mitocondriales, como la enfermedad de Luft o la neuropatía óptica hereditaria de Leber. Tanto las mutaciones del ADN mitocondrial, como del ADN nuclear dan lugar a enfermedades genéticas mitocondriales, que originan un mal funcionamiento de procesos que se desarrollan en las mitocondrias, como alteraciones de enzimas, ARN, componentes de la cadena de transporte de electrones y sistemas de transporte de la membrana interna; muchas de ellas afectan al músculo esquelético y al sistema nervioso central. El ADN mitocondrial puede dañarse con los radicales libres formados en la mitocondria; así, enfermedades degenerativas relacionadas con el envejecimiento, como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y las cardiopatías pueden tener relaciones con lesiones mitocondriales. (Fig4)

LOS CLOROPLASTOS Los cloroplastos son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y algas, pero no en las de animales y hongos. Su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membrana que encierran el pigmento verde llamado clorofila. Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis; esta función consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía, y va acompañado de liberación de oxígeno. Los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias.(Fig5) (Keeling, 2004)

ORIGEN EVOLUTIVO Los cloroplastos son uno de los muchos organelles únicos en la célula de la planta. Se consideran generalmente haber originado como endosymbiotic cyanobacteria (es decir. algas azulverdes). Esto primero fue sugerida por Mereschkowsky en 1905 después de una observación de Schimper en 1883 que los cloroplastos se asemejan de cerca a cyanobacteria. El cloroplasto es rodeado por una membrana compuesta doble-acodada con un espacio del intermembrane; tiene sus el propios DNA y está implicado en metabolismo energético. En plantas verdes, los cloroplastos son rodeados por dos membranas del lípido-bilayer. La membrana interna ahora se cree para corresponder a la membrana externa del cyanobacterium ancestral. Los cloroplastos tienen su propio genoma, que está considerablemente reducido

comparado a el del cyanobacteria libre-que vive, pero a las piezas que siguen siendo actuales semejanzas del claro de la demostración con el genoma cyanobacterial. Plastids puede contener 60-100 genes mientras que el cyanobacteria contiene a menudo más de 1500 genes. Muchos de los genes que falta se codifican en el genoma nuclear del anfitrión. La transferencia de la información nuclear se ha estimado adentro tabaco plantas a la una gene para cada 16000 granos del polen. En algunas algas (tales como heterokonts y otros protistas por ejemplo Euglenozoa y Cercozoa), los cloroplastos se parecen haberse desarrollado con un acontecimiento secundario del endosymbiosis, en el cual una célula eucariota engulló los segundos cloroplastos con células eucariota, formando los cloroplastos con tres o cuatro capas de la membrana. (Keeling, 2004) ESTRUCTURA Los cloroplastos son orgánulos con forma de disco, de entre 4 y 6 m de diámetro y 10 m o más de longitud. Aparecen en mayor cantidad en las células de las hojas, lugar en el cual parece que pueden orientarse hacia la luz. Es posible que en una célula haya entre 40 y 50 cloroplastos, y en cada milímetro cuadrado de la superficie de la hoja hay 500.000 cloroplastos. Cada cloroplasto está recubierto por una membrana doble. El cloroplasto contiene en su interior una sustancia básica denominada estroma, la cual está atravesada por una red compleja de discos conectados entre sí, llamados lamelas. Muchas de las lamelas se encuentran apiladas como si fueran platillos; a estas pilas se les llama grana. Las moléculas de clorofila, que absorben luz para llevar a cabo la fotosíntesis, están unidas a las lamelas. La energía luminosa capturada por la clorofila es convertida en adenosin-trifosfato (ATP) y moléculas reductoras (NADPH) mediante una serie de reacciones químicas que tienen lugar en

los grana. Los cloroplastos también contienen gránulos pequeños de almidón donde se almacenan los productos de la fotosíntesis de forma temporal. (Fig6) (M, 2004) EN LAS PLANTAS Los cloroplastos se desarrollan en presencia de luz, a partir de unos orgánulos pequeños e incoloros que se llaman proplastos. A medida que las células se dividen en las zonas en que la planta está creciendo, los proplastos que están en su interior también se dividen por fisión. De este modo, las células hijas tienen la capacidad de producir cloroplastos. (Fig7) EN LAS ALGAS

Los cloroplastos se dividen directamente, sin necesidad de desarrollarse a partir de proplastos. La capacidad que tienen los cloroplastos para reproducirse a sí mismos, y su estrecha similitud, con independencia del tipo de célula en que se encuentren, sugieren que estos orgánulos fueron alguna vez organismos autónomos que establecieron una simbiosis en la que la célula vegetal era el huésped. MEMBRANA DEL CLOROPLASTO Cloroplastos contenga varias importantes membranas, vital para su función. Como mitochondria, los cloroplastos tienen un sobre de la doble-membrana, llamado sobre del cloroplasto. Cada membrana es a bilayer del phospholipid, entre 6 y 8 nanómetro densamente, y los dos son separados por un boquete de 10-20nm, llamado espacio del intermembrane. membrana externa es permeable a la mayoría iones y metabolites, pero membrana interna se especializa altamente con proteínas del transporte. (Fig6)

PIEZAS INTERNAS Dentro de la membrana interna, en la región llamada tejido conectador, hay un sistema de interconectar los compartimientos aplanados de la membrana, llamado thylakoids. Éstos son los sitios de la absorción ligera y ATP la síntesis, y contiene muchas proteínas, incluyendo ésos implicados en cadena de transporte del electrón. Pigmentos fotosintéticos tales como α de la clorofila y B, y algunos otros e.g. las xantofilas y los carotenoids también están situados dentro de este espacio.(Fig6) FUNCIÓN

La función más importante es la realización de la fotosíntesis en la que, aparte de la transformación energética, existe una transformación de materia inorgánica a orgánica, utilizando el ATP sintetizado a partir de la luz solar. En el cloroplasto se produce la fase luminosa y oscura de la fotosíntesis además de la biosíntesis de proteínas y la duplicación de su propio ADN. ( Fig8) (Ayliffe mA, 6 Marzo 2003) IMPORTANCIA

Recientemente, los cloroplastos han cogido la atención por los reveladores de plantas genético modificadas. En cierta especie de la planta, tal como tabaco, los cloroplastos no se heredan del varón, y por lo tanto, transgenes en estos plastids no puede ser diseminado cerca del polen. Esto hace transformación del plastid una herramienta valiosa para la creación y la cultivación de las plantas genético modificadas que biológico se contienen, así planteando riesgos ambientales perceptiblemente más bajos. Esto contención biológica la estrategia es por lo tanto conveniente para establecer coexistencia de la agricultura convencional y orgánica. La confiabilidad de este

mecanismo todavía no se ha estudiado para toda la especie relevante de la cosecha. Sin embargo, el programa de investigación Co-Adicional resultados recientemente publicados para las plantas del tabaco, demostrando que la contención de plantas transplastomic es altamente confiable con un porcentaje de averías minúsculo de 3 en 1.000.000. (Keeling, 2004)

ANEXO

(FIg1- Mitocondria estructura y composición ) (Fig4- una fotografía de Células Envejecidas)

(Fig2-mitocondria estructura y composición) (Fig5-cloroplastos con su estructura.)

(Fig3- Espacios intermenbranosos)

(Fig6-Cloroplastos y configuración interna)

(Fig7-celulas vegetales en las que son visibles los cloroplastos en cada célula.)

(Fig8- cloroplastos vistos en alga divididos uno de otro)

(Fig8- funciones de los cloroplastos)

BIBLIOGRAFIAS

Ayliffe mA, T. J. ( 6 Marzo 2003). Medida directa del indice de transferencia de la DNA del cloroplasto en el nucleo. Huang . Keeling, P. J. (2004). Diversidad e historia evolutiva de plastids y de sus anfitriones. M, D. T. (2004). Bioquimica 4ta edicion . Barcelona: Reverte. Obtenido de http://www.quimica.es/enciclopedia/Mitocondria.html Ruf S, K. D. (24 abril 2007). Determancion del nivel de la cntencion del transgene proporciono por la transformacion del cloroplasto . zacatecas, U. a. (2010). www.uaz.edu.mx. Obtenido de http://enciclopedia.us.es/index.php/Mitocondria