Cresta mitocondrial

Las crestas mitocondriales son los repliegues internos de la membrana interna de una mitocondria, que definen en cierta manera compartimentos dentro de la matriz mitocondrial. Las mismas contienen incrustadas numerosas proteínas, incluida la ATP sintasa y diversas variedades de citocromos. Este arreglo geométrico asegura una gran superficie disponible para que se produzcan reacciones químicas dentro de la mitocondria. Ello posibilita que tenga lugar la respiración celular (respiración aeróbica dado que la mitocondria necesita oxígeno).

Estructura mitocondria :
1) Membrana interna
2) Membrana externa
3) Cresta
4) Matriz.

Cadena de transporte de electrones de la cresta

El NADH es oxidado por una enzima produciendo los iones NAD⁺, H⁺, y electrones. El FADH₂ también se oxida produciendo iones H⁺, electrones y FAD. Dado que estos electrones se desplazan por la cadena de transporte de electrones en la membrana interna, la energía es gradualmente liberada y utilizada para bombear los iones de hidrógeno de los fragmentos de NADH y FADH₂ hacia la zona entre la membrana interna y la membrana externa (denominado espacio intermembrana), creando un gradiente electroquímico. Este gradiente electroquímico crea energía potencial en la membrana mitocondrial interna, que es denominada fuerza motora protón. El resultado es que se produce la quimiosmosis, generándose ATP a partir del ADP y el grupo fosfato cuando la ATP sintasa toma la energía potencial del gradiente de concentración formado por los iones de H⁺. Los iones H⁺ pasan de forma pasiva por la matriz mitocondrial por la ATP sintasa, y posteriormente ayudan a reformar H₂O.

La cadena de transporte de electrones requiere de un suministro constante de electrones para poder funcionar correctamente y generar ATP. Sin embargo los electrones que han ingresado en la cadena de transporte de electrones si no existiera algún mecanismo apropiado se apilarían al final, para ello los electrones son finalmente aceptados por el oxígeno (O₂), que se combina con algunos de los iones hidrógeno de la matriz mitocondrial mediante la ATP sintasa y los electrones que han viajado por la cadena de transporte de electrones. El resultado es que se forman dos moléculas de agua (H₂O) por cada molécula de oxígeno. Al aceptar los electrones, el oxígeno permite que la cadena de transporte de electrones continúe funcionando.

Los electrones de cada molécula de NADH pueden formar un total de 3 ATPs a partir de ADPs y grupos de fosfatos mediante la cadena de transporte de electrones, mientras que cada molécula de FADH₂ puede producir en total 2 ATPs. Por lo tanto las 10 moléculas NADH (de la glicólisis y el ciclo de Krebs) y las 2 moléculas FADH₂ pueden formar un total de 34 ATPs a partir de esta cadena de transporte de electrones durante la respiración aeróbica. Esto significa que junto con el ciclo Krebs y la glicólisis, la eficiencia de la cadena de transporte de electrones es aproximadamente 65%, comparada con la eficiencia del 3.5% de solo la glicólosis.

Tipos de crestas

Al estudiar la estructura fina de las mitocondrias de las diferentes especies de los reinos Protista, Plantae y Animalia se han encontrado los siguientes tipos y formas de crestas mitocondriales:^[1]​ ^[2]​ ^[3]​ ^[4]​

• Crestas planas. Este es el tipo más común. Están constituidas por láminas planas procedentes de repliegues de la membrana interna de la mitocondria, usualmente conectadas con ella. A veces se observan aisladas, pero esto quizás sea un artefacto debido a la sección de la mitocondra que es visible al microscopio. El número de crestas varía considerablemente, pero por regla general es dependiente de la actividad metabólica de la célula. Se pueden subdividir en cuatro subtipos morfológicos: lámina, cinta, abultada y redondeada (discoidal y plato).

• Crestas tubulares. En sección transversal se observan como circulares, mientras que en sección longitudinal pueden aparecer como tubos cortos aislados, tubos largos irregulares serpenteantes o tubos largos unidos a la membrana interna de la mitocondria por un extremo del tubo o por los dos.

• Crestas vesiculares. Aparecen como esferas aisladas o conectadas a la membrana interna de la mitocondria. Se pueden dividir en los subtipos morfológicos burbuja, ampolla y saco.

Se han observado los tres tipos de crestas mitocondriales entre los diferentes representantes de los tres reinos, Protista, Plantae y Animalia. La mayoría de las células de plantas superiores y animales superiores presentan crestas mitocondriales planas, pero a veces algunos tejidos tienen células con mitocondrias tubulares o de tipo vesicular.^[2]​

El tipo de cresta mitocondrial puede ayudar para clasificar a los protistas. Unos pocos filos de protistas presentan un único tipo de cresta, como es el caso de Ciliophora, con solo crestas tubulares, y Cryptophyta, con solo crestas planas. En la mayoría de los filos domina un cierto tipo de cresta, pero luego hay algunas especies con diferente tipo, por ejemplo, en Euglenophyta, Chlorophyta, Chrysophyta, Myxomycota, etc. Por último, en otros filos pueden aparecer dos o tres tipos de crestas incluso entre las especies de un mismo género, por ejemplo, Ascetosporea.

Adicionalmente se pueden encontrar otros tipos de crestas:^[3]​

• Crestas concéntricas. Formados por círculos concéntricos o por espirales.

• Crestas en zig-zag. Líneas que cambian regularmente de dirección hacia un lado y hacia el otro.

• Crestas fenestradas. Con discontinuidades.

• Crestas longitudinales. Usualmente las crestas de las mitocontrias son transversales, pero en este tipo son longitudinales, es decir, que atraviesan la mitocondria por el lado más largo.

• Crestas prismáticas. Volúmenes prismáticos que en sección presentan la forma triangular o rómbica.

• Crestas reticuladas. A partir de las placas forman un patrón undulante y reticulado.

Véase también

• Mitocondria

Referencias

1. Saritha Pujari. Mitochondria: Distribution, Morphology, Functions and Origin of Mitochondria. Consultado el 9 de julio de 2015.
2. Seravin LN. (1993) The basic types and forms of the fine structure of mitochondrial cristae: the degree of their evolutionary stability (capacity for morphological transformations). Tsitologiia. 35(4):3-34.
3. Ghadially, F. N. (2013). Ultrastructural pathology of the cell and matrix: a text and atlas of physiological and pathological alterations in the fine structure of cellular and extracellular components (Vol. 2). Butterworth-Heinemann.
4. Mannella, C. A. (2006). The relevance of mitochondrial membrane topology to mitochondrial function. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease, 1762(2), 140-147.

•   Datos: Q1140236