I mitocondri

Mitocondri

I mitocondri presentano un forte coinvolgimento nel metabolismo cellulare energetico e sono coinvolti nella respirazione cellulare. Sono organuli che compiono azioni prettamente ossidative.

Caratteristiche dei mitocondri

• Hanno una forma variabile e sono molto dinamici.
• Sono definiti da una doppia membrana: una interna con una sua camera interna e una esterna con la camera esterna.

Perché ci sono due membrane?

La membrana interna non ha colesterolo. Sono antichi procarioti che sono stati in seguito portati in eucarioti. L'ipotesi endosimbiotica è una reazione di tipo ossidativo composta dalla parola endocitosi e simbiosi.

Prove

• Le due membrane rispondono allo stesso stimolo ma nell’antica membrana plasmatica non è presente il colesterolo.
• Matrice mitocondriale: è presente un fluido con un DNA circolare, che si richiude su sé stesso formando degli anelli, e tutto l’apparato sintetico (mRNA, tRNA, rRNA e ribosomi) che consente la sintesi proteica. Una parte delle proteine (sequenza segnale e chaperonine) sono prodotte dal mitocondrio, il resto dalla membrana.
• Coinvolti nel metabolismo degli acidi grassi.
• Accumulo di ioni calcio e cationi bivalenti (calcio e magnesio).

Morfologia

È un organulo filamentoso che presenta un grande dinamismo; per spostarsi utilizza i microtubuli. Lunghezza: 1-6 micron. Diametro: 0,2-1 micron. Nell’apparato muscolare sono localizzati vicino alle miofibrille.

Numero e ciclo vitale

Sono circa un migliaio. Si scindono: prima il DNA viene duplicato e in seguito si originano i mitocondri. Il glicogeno può essere utile come combustibile per l’attività.

Metabolismo energetico

La cellula che si muove possiede una motilità. Per mettere in moto il metabolismo energetico è necessaria la biosintesi delle sostanze, trasporto attivo, che hanno bisogno di energia. Questa può essere ricavata tramite la scissione dell’ATP. Le molecole da bruciare/ossidare sono i combustibili e per fare ciò necessitano di ossigeno e daranno CO₂ e H₂O. I legami covalenti delle molecole combustibili sono ad alta energia.

Aerobiosi e glicolisi anaerobia

È un processo di tipo ossidativo. L’ossidazione consiste nel portare via degli elettroni da una certa molecola. Scissione del glucosio, a 6 atomi di carbonio, in due molecole di piruvato. Il piruvato e i trigliceridi (acidi grassi) arrivano dal citosol.

Perché si usa il piruvato?

È una molecola d’interesse del mitocondrio e dopo aver perso una molecola di carbonio si unisce all’acetilCoA (nella membrana interna) e si innesca il ciclo di Krebs nella matrice mitocondriale. In seguito, si innescano delle reazioni di tipo ossidativo e infine si ricaverà l’ATP. FAD e NAD accettano gli elettroni e si riducono, questi sono ceduti a sistemi delle creste mitocondriali.

Creste mitocondriali

Sono catene di trasporto degli elettroni. Per quanto riguarda la respirazione, l’ossigeno è l’ultimo accettore degli elettroni. Una linea attraverserà la catena degli elettroni e ridurrà l’ossigeno in acqua. FAD e NAD cedono elettroni ai complessi respiratori, i quali se accettano gli elettroni si ridurranno. Il flusso di elettroni porterà alla riduzione dell’ossigeno, mentre l’accumulo di ioni nella membrana interna produce un’energia potenziale.

Mitocondri funzionanti e non

Quando un mitocondrio funziona, la camera esterna è ampia e presenta anche gli ioni H⁺ nello spazio tra le due membrane (camera esterna). È necessario far entrare H₂O nel citosol (forma condensata). Forma ortodossa: aumento di ampiezza della camera interna e non funzionamento del mitocondrio.

Perossisomi

Caratteristiche

• Piccole vescicole.
• pH intorno ad 8.
• Enzimi specifici: catalasi e uricasi.
• “Perossidi di idrogeno”: producono acqua ossigenata che è molto tossica per il nostro organismo.
• Sintetizzano gli acidi grassi (gruppo carbossilico, massimo 16 atomi di carbonio se semplificati e saturazioni) nel R.E e nei mitocondri.

Funzioni

• Detossificazione di fenoli, aldeidi e alcoli (contributo al reticolo liscio).
• Ossidazione degli acidi grassi per creare nuove molecole per la combustione.
• Sintesi del colesterolo e degli acidi biliari.
• Ossidazione dell’acido urico, ma non nei primati.
• Bioluminescenza (luciferasi).

Origine

Sono inseriti nel sistema delle endomembrane, originano dal R.E da gemmazione con zone lisce. Il R.E.R tiene per sé una parte delle proteine, le glicoproteine vengono convogliate nell’A.G. Gli enzimi riescono a convogliare proteine e glicoproteine che si trovano nel R.E.R, in alcuni casi anche alcune proteine del citosol, tramite vari segnali riescono ad “andare”.