Definición
Las mitocondrias (en singular: mitocondria) son orgánulos dentro de las células eucariotas que producen trifosfato de adenosina (ATP), la principal molécula energética utilizada por la célula. Por esta razón, la mitocondria se denomina a veces «la central eléctrica de la célula». Las mitocondrias se encuentran en todos los eucariotas, que son todos los seres vivos que no son bacterias o arqueas. Se cree que las mitocondrias surgieron a partir de una bacteria de vida libre que se incorporó a las células.
Función de las mitocondrias
Las mitocondrias producen ATP a través del proceso de respiración celular -específicamente, la respiración aeróbica, que requiere oxígeno-. El ciclo del ácido cítrico, o ciclo de Krebs, tiene lugar en las mitocondrias. Este ciclo implica la oxidación del piruvato, que procede de la glucosa, para formar la molécula acetil-CoA. El acetil-CoA se oxida a su vez y se produce ATP.
La cantidad de mitocondrias en una célula depende de la cantidad de energía que esa célula necesita producir. Las células musculares, por ejemplo, tienen muchas mitocondrias porque necesitan producir energía para mover el cuerpo. Los glóbulos rojos, que transportan oxígeno a otras células, no tienen ninguna; no necesitan producir energía. Las mitocondrias son análogas a un horno o una central eléctrica en la célula porque, al igual que los hornos y las centrales eléctricas, las mitocondrias producen energía a partir de componentes básicos (en este caso, moléculas que se han descompuesto para poder ser utilizadas).
Las mitocondrias también tienen muchas otras funciones. Pueden almacenar calcio, lo que mantiene la homeostasis de los niveles de calcio en la célula. También regulan el metabolismo de la célula y tienen funciones en la apoptosis (muerte celular controlada), la señalización celular y la termogénesis (producción de calor).
Estructura de las mitocondrias
Las mitocondrias tienen dos membranas, una externa y otra interna. Estas membranas están formadas por capas de fosfolípidos, al igual que la membrana externa de la célula. La membrana externa cubre la superficie de la mitocondria, mientras que la membrana interna se encuentra en el interior y tiene muchos pliegues llamados cristae. Los pliegues aumentan la superficie de la membrana, lo que es importante porque la membrana interna contiene las proteínas que participan en la cadena de transporte de electrones. También es el lugar donde se producen muchas otras reacciones químicas para llevar a cabo las numerosas funciones de la mitocondria. Una mayor superficie crea más espacio para que se produzcan más reacciones y aumenta el rendimiento de la mitocondria. El espacio entre las membranas externa e interna se llama espacio intermembrana, y el espacio dentro de la membrana interna se llama matriz.
Este diagrama muestra la estructura de una mitocondria.
Evolución de las mitocondrias
Se cree que las mitocondrias evolucionaron a partir de bacterias de vida libre que desarrollaron una relación simbiótica con una célula procariota, proporcionándole energía a cambio de un lugar seguro para vivir. Con el tiempo se convirtió en un orgánulo, una estructura especializada dentro de la célula, cuya presencia sirve para distinguir las células eucariotas de las procariotas. Esto ocurrió durante un largo proceso de millones de años, y ahora las mitocondrias dentro de la célula no pueden vivir separadas de ella. La idea de que las mitocondrias evolucionaron de esta manera se llama teoría endosimbiótica.
La teoría endosimbiótica tiene múltiples formas de evidencia. Por ejemplo, las mitocondrias tienen su propio ADN que está separado del ADN del núcleo de la célula. Se llama ADN mitocondrial o ADNmt, y sólo se transmite a través de las hembras porque el esperma no tiene mitocondrias. El ADNmt lo recibiste de tu madre y sólo puedes transmitirlo si eres una mujer que tiene un hijo. También es circular, como el ADN bacteriano. Otra forma de prueba es la forma en que se crean nuevas mitocondrias en la célula. Las nuevas mitocondrias sólo surgen de la fisión binaria, o división, que es la misma forma en que las bacterias se reproducen asexualmente. Si se eliminan todas las mitocondrias de una célula, ésta no puede crear otras nuevas porque no hay mitocondrias existentes para dividirlas. Además, se ha comparado el genoma de las mitocondrias y de la bacteria Rickettsia (bacteria que puede causar la fiebre manchada y el tifus), y la secuencia es tan similar que sugiere que las mitocondrias están estrechamente relacionadas con la Rickettsia.
Los cloroplastos, los orgánulos de las plantas en los que se produce la fotosíntesis, también se cree que evolucionaron a partir de bacterias endosimbióticas por razones similares: tienen ADN separado y circular, una estructura de doble membrana y se dividen mediante fisión binaria.
Cuestionario
1. ¿Cuál es una función de las mitocondrias?
A. Regular el metabolismo
B. Producir ATP
C. Almacenar calcio
D. Todas las anteriores
2. ¿Cuál NO es una razón por la que se cree que las mitocondrias evolucionaron a partir de bacterias de vida libre?
A. Las mitocondrias tienen su propio ADN.
B. Las mitocondrias se reproducen por fisión binaria.
C. El ADN mitocondrial se hereda de forma matrilineal.
D. El genoma es similar al del ADN bacteriano.
A. Dentro de la membrana interna
B. Entre la membrana interna y la externa
C. En el interior del ADNmt
D. En el espacio intermembrana