Mitocondrias ¿Qué son y qué función cumplen en el organismo?

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Las mitocondrias son estructuras celulares encargadas de transformar los nutrientes en compuestos que le suministran a las células la energía necesaria para su funcionamiento. Estos compuestos se obtienen después sintetizar la glucosa, aminoácidos y diversos ácidos grasos del cuerpo, convirtiéndolos en moléculas denominadas trifosfato de adenosina (ATP).

Debido a su importancia para el correcto funcionamiento celular, estas estructuras son elementales: puede variar su cantidad y tamaño de acuerdo al tipo de célula, y se consideran como un motor energético, ya que aportan la mayor cantidad de energía necesaria y promueven la respiración celular.

Función de las mitocondrias en el organismo

Estructura de las mitocondrias

Las mitocondrias tienen una forma ovalada, con una longitud entre 0,5 y 1 micrómetro, resaltando por su gran tamaño sobre el resto de los orgánulos.

Están cubiertas por una membrana doble, la exterior o lisa y la interior, separadas entre sí por un espacio intermembranoso. Este último retiene los protones o partículas energizadas obtenidas en los procesos enzimáticos.

La membrana exterior tiene funciones protectoras, así como de retención de proteínas integrales de tipo porina. Por su parte, la membrana interior contiene catalizadores biológicos o enzimas, y se caracteriza por sus pliegues denominados crestas mitocondriales.

Esta última membrana posee una matriz líquida con ácido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNm), el cual contiene la información genética sobre la síntesis de las proteínas. En esta matriz se realiza el ciclo de Krebs, en el cual se genera energía mediante la metabolización de los nutrientes.

Por su parte, las crestas mitocondriales favorecen la respiración de las células, el transporte de proteínas y electrones, y la síntesis del ATP.

En relación con su composición química, estos orgánulos poseen en su estructura lípidos, proteínas y fosfolípidos, los cuales favorecen el funcionamiento de las células. De igual forma, poseen en su interior ácido desoxirribonucleico (ADN), ácido ribonucleico (ARN), iones de fosfato y calcio (ATP-ADP), mitorribosomas, enzimas y otros compuestos elementales.

Estructura de las mitocondrias, orgánulos elementales

Función de las mitocondrias

La principal función de las mitocondrias es la generación de la energía requerida por las células, la cual es sintetizada en trifosfato de adenosina (ATP). Por ello, se considera que son el «motor de combustión» de la célula, ya que favorecen la actividad de las células gracias a los procesos de respiración aerobia.

Debido a su importancia, las mitocondrias han sido estudiadas durante mucho tiempo, reflejando diversas funciones importantes para el correcto funcionamiento del cuerpo, entre estas:

Producción de energía para las células

Se considera la función más importante de las mitocondrias, ya que permite el correcto funcionamiento celular. Estos orgánulos aprovechan el oxígeno obtenido en la respiración celular para generar la energía de las moléculas orgánicas, liberando y sintetizando ATP.

El proceso de respiración celular se presenta principalmente en la mitocondria por medio de los siguientes pasos:

  1. Metabolización de la glucosa o glucólisis: se realiza principalmente en la matriz citoplasmática de la célula, es decir, fuera de la mitocondria. Este proceso promueve la transformación de la glucosa para obtener dos moléculas de piruvato y de ATP, esenciales para los siguientes pasos.
  2. Transformación u oxidación de piruvato: en esta etapa los ácidos grasos procesados ingresan a la mitocondria, uniéndose a una coenzima A, también llamada aciles-CoA. Estas coenzimas son moléculas transportadoras de carnitina, un compuesto químico sintetizado de los aminoácidos lisina y mitionina, considerados esenciales. Posteriormente, las enzimas de la matriz celular transforman el piruvato en acetil-CoA, gracias a una descarboxilación oxidativa.
  3. Ciclo de Krebs: también denominado ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA) o ciclo del ácido cítrico. Durante esta etapa se degrada el acetil-CoA hasta obtener agua, dióxido de carbono y dos moléculas: nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) y flavín adenín dinucleótido (FADH2).
    Durante este proceso se obtiene la mayor cantidad de coenzimas necesarias para la producción de ATP en la respiración celular. En el ciclo de Krebs se sintetizan en la matriz mitocondrial de las células eucariotas 24 de los 38 trifosfatos de adenosina necesarios; en el caso de las células procariotas esta etapa se desarrolla en el citoplasma.
  4. Fosforilación oxidativa o síntesis de trifosfato de adenosina: en este paso las moléculas de NADH y FADH2, que poseen electrones, son sintetizadas en ATP por la reacción de las proteínas en la membrana interna de las mitocondrias. En esta etapa las moléculas transfieren sus electrones al oxígeno, generando la cadena respiratoria o cadena de transporte para sintetizar el ATP y obtener energía.

Termogénesis o reguladora de temperatura

Las mitocondrias, gracias a la transformación de moléculas por medio de su actividad catabólica, tienen la capacidad de generar calor. De igual forma, permiten regular la temperatura en los seres vivos de sangre caliente.

Apoptosis o control del ciclo celular

Las mitocondrias tienen la capacidad de programar de forma controlada la muerte de las células. Esta función le permite intervenir en el crecimiento, desarrollo y la sustitución de las mismas. La apoptosis no debe ser relacionada con la necrosis, que es el proceso de muerte descontrolada de las células.

Almacenamiento de iones de calcio (Ca2+)

Las mitocondrias intervienen en los procesos bioquímicos de las células, almacenando y administrando los iones de calcio. Estos iones favorecen la salud de los huesos, la reacción de los neurotransmisores en las neuronas y la contracción de los músculos.

Síntesis de proteínas y auto réplica, principal función de las mitocondrias

Las mitocondrias tienen la capacidad de sintetizar proteínas, transformando la información de su ADN característico a otras moléculas de ARN, sin la intervención de otros orgánulos celulares como los ribosomas.

Intervención y regulación de hormonas sexuales

Las mitocondrias intervienen en el proceso de producción de hormonas sexuales como la testosterona y el estrógeno. Gracias a su capacidad de auto replicarse al poseer su propio ADN, pueden transcribir la información genética de estas hormonas durante la división celular.

Conclusión

Las mitocondrias son orgánulos o estructuras elementales en las células eucariotas (caracterizadas por tener un núcleo bien definido y múltiples cromosomas) de los seres vivos. Su función principal es la transformación de las proteínas en energía útil para las células, sintetizando las moléculas químicas denominadas adenosín trisfofato (ATP).

De igual forma, debido a su capacidad catabólica y por poseer ADN propio, tienen la capacidad de regular la temperatura corporal e intervenir en procesos importantes dentro del organismo como la síntesis de proteínas, almacenamiento de calcio y la regeneración celular, siendo consideradas el motor elemental de las células.

Referencias

  • Friedman, J. y Nunnari, J. (2014). Mitochondrial form and function. Nature. doi: 10.1038/nature12985
  • Goodenough, U. y Heitman, J. (2014). Origins of Eukaryotic Sexual Reproduction. Cold Spring Harbor Laboratory Press. doi: 10.1101/cshperspect.a016154
  • Microsoft Encarta. (2009). Mitocondrias. Para Microsoft Corporation. [Revisado en febrero de 2020].
  • Vidyasagar, A. 2015. What Are Mitochondria? Para Live Science. [Revisado en febrero de 2020].
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