OBJETIVOS. Describir la estructura y composición química de la mitocondria.
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- Pablo Ortíz Revuelta
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1 OBJETIVOS Describir la estructura y composición química de la mitocondria. Explicar las funciones de la mitocondria. Relacionar desde el punto de vista funcional, los procesos de glicólisis, ciclo Krebs y cadena de transporte de electrones. Describir la estructura y función del genoma mitocondrial. Explicar los mecanismos de transporte de la membrana mitocondrial. Explicar el origen de las mitocondrias.
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3 Célula animal
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5 Estructura y distribución Ocupan el 25% del volumen citoplasmático
6 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA Las proteínas constituyen el 76% del peso de la membrana interna Cardiolipinas
7 Origen evolutivo de la Mitocondria Teoría Endosimbiótica: millones de años Similitud entre el genoma de las mitocondrias y el de las bacterias: 1.El genoma mitocondrial está constituido por moléculas circulares de ADN. 2. El sistema de expresión del ADN mitocondrial es similar al existente en las bacterias. 3.Los ribosomas son afectados por estreptomicina y cloranfenicol.
8 ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA ADN Mitocondrial
9 Información del ADN mitocondrial (ADN mt) a) ARN de los ribosomas 16S y 12S. b) 22 ó 23 ARN de transferencia (ARNt) c) 13 ARN mensajeros para complejos de fosforilación oxidativa: Complejo I (7 genes) NADH deshidrogenasa. Complejo III (1 gen) Citocromo b. Complejo IV (3 genes) Citocromo c oxidasa. Complejo V (2 genes) ATP sintetasa
10 CODON MITOCONDRIA HUMANA CÓDIGO ESTÁNDAR AGA Stop Arg AGG Stop Arg AUA Met Ile UGA Trp Stop
11 Importancia de la Mitocondria FUNCIONES: 1. Oxidación de metabolitos como piruvato o ácidos grasos a CO 2, acoplada a la reducción de los transportadores electrónicos NAD y FAD (a NADH Y FADH). 2. Transferencia de electrones desde el NADH y al FADH al O 2, acoplada a la generación de fuerza protón-motriz.
12 Importancia de la mitocondria FUNCIONES: 3. Utilización de la energía almacenada en el gradiente electroquímico de protones para la síntesis de ATP por el complejo ATP sintetasa f1 f0. 4. Y en la actualidad se ha descubierto que las mitocondrias poseen una proteína con propiedades contráctiles similar actiomiosina de las fibras musculares que responde contrayéndose cuando se le trata con ATP.
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14 Energía producida Reacciones de la glucólisis En el CITOSOL Ácido pirúvico Energía consumida
15 Descarboxilación oxidativa del Piruvato
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18 MATRIZ M M INTERNA
19 Utilización de la energía 2H+ 4 H+ 2H+ 2H+ Complejo cit C Oxidasa Complejo CoQ H2r cit C reductasa Complejo NADH-CoQ reductasa G Kcal/m = -52,5 cal/par e
20 ATP sintetasa
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22 2 2 2 Complejo CoQ H2r cit C reductasa Fumarato + 2H+ Complejo succinato- CoQ reductasa Complejo cit C Oxidasa
23 Hipótesis: Acoplamiento quimiosmótica 1961 Peter Mitchell. Premio Nobel en 1978 Teoría quimiosmótica [El ATP se genera utilizando la energía almacenada en forma de un gradiente de protones a través de las membranas biológicas]
24 Diferencia de voltaje Gradiente protónico
25 Transporte de metabolitos a través de la membrana interna
26 LANZADERA MALATO-ASPARTATO
27 Otras lanzaderas Lanzaderas de carbono Lanzadera del citrato/piruvato Lanzadera de N-acetil-Laspartato Lanzadera del acetoacetato Lanzadera de acilcarnitina
28 Rendimiento de energía en la oxidación completa de la glucosa Producción neta de ATP en la glicólisis: En la glicólisis: 2 NADH2 2 ATP (a nivel de sustrato) 4 a 6 ATP 2 piruvato 2 acetil CoA 2 NADH2 6 ATP 2 acetil CoA a través del ciclo del ácido cítrico Producción total de ATP 6 NADH2 2 FAD2 2 ATP (a nivel del sustrato) 18 ATP 4 ATP ATP
29 Inhibidores de la Fosforilación Oxidativa Nombre Función Sitio de Acción Rotenona Amital Antimicina A Cianuro Monóxido de Carbono Azida 2,4,-dinitrofenol Pentaclorofenol inhibidor del transporte de e inhibidor del transporte de e inhibidor del transporte de e inhibidor del transporte de e inhibidor del transporte de e inhibidor del transporte de e Agente desacoplante Agente desacoplante Complejo I Complejo I Complejo III Complejo IV Complejo IV Complejo IV Transportador transmembrana de H + Transportador transmembrana de H + Oligomicina Inhibe la sintasa de ATP ATP sintetasa
30 Equilibrio del balance energético Falta de ejercicio Metabolismo basal Termogénesis Gasto energético
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32 Recuerden que: En reposo, las mitocondrias están activas y justamente en el reposo la principal fuente de energía son los ác. grasos y su oxidación produce un elevado flujo de electrones en la cadena respiratoria y esto lleva a la generación de radicales libres.
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34 INTERNALIZACIÓN DE PROTEÍNAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA MITOCONDRIAL
35 Presecuencias amino terminales
36 Secuencias señal interna
37 Expone 2da señal
38 Algunas enfermedades mitocondriales Se han descrito más de 150 enfermedades mitocondriales como: La neuropatía óptica hereditaria de Leber. Mutaciones del ADN mitocondrial. La Acumulación de radicales libres: Enfermedad de Parkinson, Alzheimer, algunas cardiopatías.
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