Organelos Energéticos y Teoría Endosimbiótica

Organelos Energéticos

• Los organelos de membrana doble son las mitocondrias y los cloroplastos.
• La biogénesis es el estudio del origen de la vida y los seres vivos.
• Teoría Endosimbiótica:
  • Explica el origen de las mitocondrias y los cloroplastos, los cuales fueron inicialmente bacterias independientes.
  • Lynn Margulis propuso esta teoría en 1967.
  • Las mitocondrias eran bacterias aerobias que podían usar oxígeno para obtener energía.
  • Los cloroplastos eran cianobacterias que realizaban la fotosíntesis.
  • Estas bacterias fueron engullidas por células nucleadas anaeróbicas y formaron una relación simbiótica.
  • La bacteria proporcionaba la capacidad de usar oxígeno, y la célula eucariota la alimentaba.
• La teoría endosimbiótica explica por qué las mitocondrias y los cloroplastos tienen ADN, el cual era originalmente el genoma de la bacteria.
• Con el tiempo, este genoma se redujo en tamaño y cedió algunos genes al ADN nuclear.

Mitocondrias

• Tienen un tamaño similar a las bacterias.
• Se encuentran en gran número en células con alta demanda energética.
• Estructura:
  • Membrana mitocondrial externa: Lisa, contiene proteínas de transporte (porinas) y es muy permeable.
  • Membrana mitocondrial interna: Contiene crestas mitocondriales, es más impermeable (deja pasar oxígeno, dióxido de carbono y agua), contiene proteínas de transporte y no tiene colesterol.
  • Espacio intermembrana: Similar al citosol.
  • Matriz mitocondrial: También llamada mitosol, contiene ribosomas 70S (mitoribosomas), ADN de cadena doble y circular, y enzimas del ciclo de Krebs.
• Funciones:
  • Respiración celular: oxidación de moléculas orgánicas con oxígeno para obtener energía en forma de ATP.
  • La cadena de transporte de electrones respiratoria ocurre en la membrana interna mitocondrial.
  • El ciclo de Krebs, la β-oxidación de ácidos grasos, la biosíntesis de proteínas mitocondriales y la replicación del ADN mitocondrial ocurren en la matriz mitocondrial.
  • Algunas proteínas mitocondriales se importan del citosol.
  • Se reproducen por división binaria.

Cloroplastos

• Organelos exclusivos de las células vegetales.
• Realizan la fotosíntesis.
• Tipos de cloroplastos según el contenido:
  • Cromoplastos: Contienen pigmentos como el caroteno (naranja) y el licopeno (rojo).
  • Cloroplastos: Contienen clorofila, que da color verde a las hojas y tallos fotosintéticos.
  • Leucoplastos: Contienen almidón (amiloplastos) o proteínas (proteoplastos).
• Estructura:
  • Presenta diversidad de formas.
  • Membrana externa: Muy permeable, no contiene clorofila ni colesterol.
  • Membrana interna: Más impermeable, no contiene clorofila ni colesterol.
  • Espacio intermembrana: Similar al citosol.
  • Estroma: Contiene ADN de cadena doble y circular, ribosomas (plastoribosomas), y enzimas implicadas en la fotosíntesis, replicación, transcripción y traducción del ADN.
  • Tilacoides: Se encuentran en la membrana tilacoidal los pigmentos fotosintéticos (clorofilas a y b, carotenoides), la cadena de transporte de electrones fotosintética y las ATP sintetasas. Los tilacoides pueden estar libres o apilados formando grana.
  • Lumen (espacio tilacoidal): Contiene ciertos metabolitos de la fase luminosa.
• Funciones:
  • Fotosíntesis: Transformación de energía luminosa en energía química para la producción de materia orgánica a partir de materia inorgánica.
  • La cadena de transporte de electrones fotosintética ocurre en la membrana tilacoidal.
  • El ciclo de Calvin, la biosíntesis de las proteínas del cloroplasto y la replicación del ADN plastidial ocurren en el estroma.

Semejanzas

• Las mitocondrias y los cloroplastos son los organelos energéticos de las células eucarióticas.
• Tienen una gran cantidad de membrana interna donde se llevan a cabo los procesos de transporte de electrones para la obtención de energía en forma de ATP.
• Ambos organelos son semiautónomos porque contienen los componentes necesarios (DNA, RNA y ribosomas) para sintetizar algunas de sus propias proteínas.
• Se reproducen por división binaria, similar a las bacterias.