Mitochondria Notes PDF (Catalan)

15. MITOCONDRIS ESTRUCTURA I MORFOLOGIA MITOCONDRIAL Són orgànuls que poden tenir diferents formes (dinàmics)     4 parts: Matriu mitocondrial: enzims (glicòlisi, beta-oxidació, cicle del citrat i de Krebs) Membrana interna: invaginacions, fosforilació oxidativa Membrana externa: proteïnes can...

15. MITOCONDRIS ESTRUCTURA I MORFOLOGIA MITOCONDRIAL Són orgànuls que poden tenir diferents formes (dinàmics)     4 parts: Matriu mitocondrial: enzims (glicòlisi, beta-oxidació, cicle del citrat i de Krebs) Membrana interna: invaginacions, fosforilació oxidativa Membrana externa: proteïnes canal (porines) permeables a proteïnes <5000 Da Espai intermembranós: enzims (fosforilació nucleòtids i proteïnes alliberades per apoptosi) Morfologia dels mitocondris MO fluorescència: mitocondris són punts, nº depèn del tipus de cèl·lula, interconnectats amb citoesquelet (tubulina) ME transmissió: podem veure clarament les quatre parts Estudis sobre cèl·lules hepàtiques(1000-2000 mitocondris) ESTUDI DELS DOMINIS MITOCONDRIALS 1. Col·locar mitocondri en solució hipotònica --> absorció d’aigua, trencament de la membrana externai expansió de la membrana interna 2. Centrifuguem per gradient de densitat --> contingut intermembranós i membranes externes (han format vesícules) estan al sobrenedant 3. Trenquem la membrana interna i s’allibera la matriu 4. Centrifuguem --> precipitat format per membrana interna, sobrenedant serà la matriu mitocondrial 55 PARTS DEL MITOCONDRI I LES SEVES FUNCIONS Membrana mitocondrial externa (OMM)  6% de proteïna mitocondrial  Molt permeable (porines)  Associacions amb el RE (MAMs) Membrana mitocondrial interna (IMM)  21% de proteïna mitocondrial  Membrana replegada en crestes  Conté cardiolipina, enzims de la cadena respiratòria i ATP sintasa Matriu mitocondrial  67% de proteïnes mitocondrials  Exzims de les reaccions bioquímiques  DNA mitocondrial (mtDNA)  Ribosomes i tRNAs mitocondrials DNA MITOCONDRIAL  Circular  Codifica per 13 proteïnes de la cadena de transport d’e-, 2 tRNA, 2 rRNA (ribosomes mitocondrials)  Nº variable de mtDNA per cèl·lula  Herència materna  No pateix recombinació  Alt nº mutacions (fàcil)  Codi genètic diferent en els mitocondris (=/ sistema de codons) ORIGEN I EVOLUCIÓ DELS MITOCONDRIS: TEORIA ENDOSIMBIÒTICA Lynn Margulis Mitocondri --> procariota fagocitat per una cèl·lula eucariota ancestral (relació endosimbiòtica) Proves:  DNA propi  Genoma similar als procariotes però degenerat (cèl·lula hsote fa funcions) 56 LOCALITZACIÓ I FUNCIÓ Al múscul --> necessitem ATP per fer la contracció muscular, tenim mitocondris A coll de l’espermatozou --> necessita ATP per moure’s ràpidament, tenim mitocondris DINÀMICA MITOCONDRIAL: CICLE DE DIVISIÓ I FUSIÓ Mobilitat associada a microtúbuls El moviment dels mitocondris va associat als microtúbuls, que els transporten per la cèl·lula. Són estructures molt dinàmiques (constantment fusionant-se i fissionant-se) Cicle de divisió-fusió L’estat dels mitocondris (dividit o fusionat) depèn de l’estat metabòlic i del teixit. Paper del RE en la divisió dels mitocondris El RE s’uneix al lloc on s’ha de dividir el mitcondri, induint l’unió de DRP (Dynamin Related Proteins), que escanya el mitocondri i el divideix (hidròlisi d’un GTP). Fusió de mitocondris --> implica barrejar els continguts de les matrius mitocondrials, si hi ha danys proteics s’escampen MITOFÀGIA -> amb l’edat disminueix l’eficàcia i s’acumulen mitocondris danyats (Alzheimer) 1. Isolació de la part de mitocondri danyada o en excès 2. Mitocondri marcat amb receptors mitofàgics o ubiqüitines 3. Marcador reconegut per proteïnes d’autofàgia 4. Formació del fagòfor al voltant del mitocondri 5. Formació de l’autofagosoma (vesícula amb doble membrana amb orgànul propi dins) 6. Fusió amb un o diversos lisosomes 7. Degradació i reciclatge dels components 57 Quan fem mitofàgia  Augment ROS (espècies reactives oxigen)  Augment mutacions mtDNA  Disminució de la producció d’ATP Tipus de mitofàgia Mitofàgia basal: manteniment dels mitocondris (eliminació de mitocondris danyats) Mitofàgia induïda per estrés - cèl·lula que normalment no necessita E necessita ATP - hipòxia: canvi de metabolisme a anaeròbic i mitofagia dels mitocondris - treure mitocondris danyats i rejovenir els mitocondris en general Mitofàgia programada - pel desenvolupamet de les RGC - divisió cel·lular (es necessita molta E) - Maduració dels cardiomiòcits - Diferenciació d’eritròcits - Eliminació dels mitocondris dels espermatozoides d’òvuls fertilitzats MECANISMES DE LA MITOFÀGIA EN DIVERSES MALALTIES (no tinc diapo, actualitzar) Si hi ha problemes en la mitofàgia, s’accelera el desenvolupament de diverses malalties (fetge alcohòlic...) FUNCIONS DELS MITOCONDRIS - Producció ATP -> bomba de protons invertida a IMM (transport de protons a favor de gradient i síntesi d’ATP) o Uncoupling proteins (UCPs) -> transport de H+ a favor de gradient sense producció d’ATP  Donar calor (adipòcits)  Sistema regulador: baixar ritme quan no hi ha suficient ADP  Diferents tipus en diferents teixits - Regeneració de NAD+ - Aprovisionament de precursors per la biosíntesi d’aminoàcids, nucleòtids i àcids grassos - Síntesi de grups hemo - Reservori de Ca2+ (=RE) - Generació de ROS (reactive oxigen species) -> detoxificació als peroxisomes - Regulació de l’apoptosi -> proteïnes fan forats + grans que porines a OMM i surten citocroms c, induint l’apoptosi (comú al desenvolupament embrionari) IMPORTACIÓ DE PROTEÏNES ALS MITOCONDRIS -> mtDNA no sintetitza totes les proteïnes necessàries (se’n necessiten 1200-1600 per poder treballar correctament) TOM = transportar outer membrane 58 TIM = transportar inner membrane Proteïnes arriben per translocació post-traduccional (mt no té t-SNAREs per unir-se a vesícules) - - SRP matriu -> unió de TOM i TIM i translocació SRP espai intermembranós -> TOM SRP indica transmembrana OMM 1. Translocació amb TOM 2. Xaperones s’uneixen evitant que es plegui 3. Complex SAM (OMM) la reconeix i ajuda a que es plegui i s’insereixi a la membrana CONTACTE ENTRE MITOCONDRIS I ALTRES COMPARTIMENTS (MAMs i MCS) AG Melanosoma Lipid droplet -> pas d’àcids grassos Lisosoma -> pas de colesterol Peroxisoma -> pas de ROS RE - Tràfic de fosfolípids - Dinàmica mitocondrial: fusió i fisió - Senyalització de calci - UPR (unfolded protein response) - Iniciació de l’apoptosi - Formació d’autofagosoma 59 60