Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.11: Mitocondria
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Mitochondria
 
TRANSCRIPCIÓN

4.11: Mitochondria

4.11: Mitocondria

Mitochondria and peroxisomes are organelles that are the primary sites of oxygen usage in eukaryotic cells. Mitochondria carry out cellular respiration—the process that converts energy from food into ATP—the primary form of energy used by cells. Peroxisomes carry out a variety of functions, primarily breaking down different substances such as fatty acids.

Peroxisomes contain up to 50 enzymes and are surrounded by a single membrane. They carry out oxidative reactions that break down molecules and produce hydrogen peroxide (H2O2) as a by-product. H2O2 is toxic to cells, but the peroxisome contains an enzyme—catalase—that converts H2O2 into harmless water and oxygen. In addition, catalase uses H2O2 to break down alcohol in the liver into aldehyde and water. However, since H2O2 is produced in very low quantities in the body, other enzymes primarily degrade alcohol.

A critical function of the peroxisome is to break down fatty acids in a process called β oxidation. The resulting product—acetyl-CoA—is released into the cytosol and can travel to the mitochondria, where it is used to produce ATP. In mammalian cells, the mitochondria also carry out β oxidation, as well as using products from the catabolism of other energy sources, such as glucose, to produce ATP.

Mitochondria are surrounded by a double membrane: a smooth outer membrane, and an inner membrane that has many folds called cristae. Within the inner membrane is a region called the matrix. During cellular respiration, pyruvate from the breakdown of glucose in the cytoplasm travels into the matrix, where it enters the citric acid cycle. Then, oxidative phosphorylation through the electron transport chain occurs in the inner membrane of the mitochondria, resulting in the production of a significant amount of ATP. The cristae increase the surface area of the inner membrane, providing more regions for ATP production.

Both peroxisomes and mitochondria are self-replicating, but mitochondria additionally have their DNA and ribosomes, enabling them to produce their proteins. Mitochondria and peroxisomes are both highly concentrated in cells where they are needed the most. For example, liver cells—which break down toxic substances in the blood—have high numbers of peroxisomes, and muscle cells—which have large energy requirements—are rich in mitochondria.

Las mitocondrias y los peroxisomas son orgánulos que son los principales sitios de uso de oxígeno en células eucariotas. Las mitocondrias llevan a cabo la respiración celular, el proceso que convierte la energía de los alimentos en ATP, la forma primaria de energía utilizada por las células. Los peroxisomas llevan a cabo una variedad de funciones, principalmente descomponiendo diferentes sustancias como los ácidos grasos.

Los peroxisomas contienen hasta 50 enzimas y están rodeados por una sola membrana. Llevan a cabo reacciones oxidativas que descomponen las moléculas y producen peróxido de hidrógeno (H2O2)como subproducto. H2O2 es tóxico para las células, pero el peroxisoma contiene una enzima ,catalasa— que convierte H2O2 en agua y oxígeno inofensivos. Además, la catalasa utiliza H2O2 para descomponer el alcohol en el hígado en aldehído y agua. Sin embargo, dado que H2O2 se produce en cantidades muy bajas en el cuerpo, otras enzimas degradan principalmente el alcohol.

Una función crítica del peroxisoma es descomponer los ácidos grasos en un proceso llamado oxidación. El producto resultante, la acetil-CoA, se libera en el citosol y puede viajar a las mitocondrias, donde se utiliza para producir ATP. En las células de mamíferos, las mitocondrias también llevan a cabo la oxidación, así como el uso de productos del catabolismo de otras fuentes de energía, como la glucosa, para producir ATP.

Las mitocondrias están rodeadas por una doble membrana: una membrana externa lisa, y una membrana interna que tiene muchos pliegues llamados cristae. Dentro de la membrana interna hay una región llamada matriz. Durante la respiración celular, el piruvato de la descomposición de la glucosa en el citoplasma viaja a la matriz, donde entra en el ciclo del ácido cítrico. Entonces, fosforilación oxidativa a través de la cadena de transporte de electrones se produce en la membrana interna de las mitocondrias, lo que resulta en la producción de una cantidad significativa de ATP. Las cristae aumentan el área superficial de la membrana interna, proporcionando más regiones para la producción de ATP.

Tanto los peroxisomas como las mitocondrias son autorreplicantes, pero las mitocondrias además tienen su ADN y ribosomas, lo que les permite producir sus proteínas. Las mitocondrias y los peroxisomas están altamente concentrados en las células donde más se necesitan. Por ejemplo, las células hepáticas, que descomponen sustancias tóxicas en la sangre, tienen un gran número de peroxisomas, y las células musculares, que tienen grandes requerimientos de energía, son ricas en mitocondrias.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter