Las mitocondrias son los orgánulos responsables de la mayor parte de la producción de energía de la célula. A menudo se les conoce como las "potencias de la célula" porque generan trifosfato de adenosina (ATP), que es la moneda de energía universal de la célula. Aquí hay algunas funciones clave de las mitocondrias:
1. Producción de energía (síntesis de ATP): Las mitocondrias producen ATP a través de la respiración celular, que es un conjunto de reacciones metabólicas que descomponen la glucosa y otras moléculas orgánicas en presencia de oxígeno. La glucosa se descompone a través de la glucólisis y el ciclo de ácido cítrico (ciclo Krebs) para generar electrones de alta energía. Estos electrones se pasan a lo largo de la cadena de transporte de electrones en la membrana mitocondrial interna, lo que lleva al bombeo de iones de hidrógeno a través de la membrana. El gradiente de protones resultante impulsa la síntesis de ATP a través de un proceso llamado fosforilación oxidativa.
2. cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa: La cadena de transporte de electrones es una serie de complejos de proteínas incrustados en la membrana mitocondrial interna. Funciona como una vía de transferencia de electrones, pasando electrones de moléculas donantes de alta energía (como NADH y FADH2) a moléculas aceptadoras de baja energía (como el oxígeno). A medida que los electrones fluyen a través de la cadena, su energía se usa para bombear iones de hidrógeno a través de la membrana, creando un gradiente de protones. El flujo de protones nuevamente en la matriz a través de ATP sintasa impulsa la síntesis de ATP de ADP.
3. Ciclo de ácido cítrico: El ciclo de ácido cítrico, también conocido como el ciclo Krebs, es una serie de reacciones químicas que ocurren en la matriz mitocondrial. Desempeña un papel central en la respiración celular al completar la descomposición de la glucosa y otras moléculas orgánicas para generar dióxido de carbono, NADH y FADH2. Estos electrones de alta energía se usan en la cadena de transporte de electrones para producir ATP.
4. Homeostasis de calcio: Las mitocondrias juegan un papel en la regulación de los niveles de calcio dentro de la célula. Pueden tomar y almacenar calcio del citosol, ayudando a mantener las concentraciones de calcio adecuadas necesarias para varios procesos celulares, incluida la contracción muscular, la transmisión nerviosa y la regulación enzimática.
5. Apoptosis (muerte celular programada): Las mitocondrias están involucradas en el inicio y ejecución de la apoptosis, una forma de muerte celular programada. En respuesta a ciertas señales, las mitocondrias liberan proteínas en el citosol, como el citocromo c. El citocromo C desencadena la activación de caspasas, una familia de enzimas que conducen a la cascada de eventos que finalmente causan la muerte celular.
6. Producción de especies reactivas de oxígeno (ROS): Las mitocondrias son una fuente importante de especies reactivas de oxígeno (ROS) como subproducto de la fosforilación oxidativa. Si bien los ROS son esenciales para la señalización y la regulación celular, la producción excesiva puede causar estrés oxidativo y contribuir al envejecimiento, el daño tisular y las diversas enfermedades.
7. Producción de calor (termogénesis): En ciertos tejidos, como el tejido adiposo marrón, las mitocondrias juegan un papel en la termogénesis, el proceso de generar calor. Esto se logra desacoplando la cadena de transporte de electrones de la síntesis de ATP, lo que lleva a la liberación de energía como calor en lugar de ATP.
Además, las mitocondrias están involucradas en varias otras funciones celulares, incluida la síntesis de ciertos lípidos, aminoácidos y hemo (un componente de la hemoglobina). También participan en las vías de señalización celular, el crecimiento celular y la regulación del metabolismo celular. En general, las mitocondrias son orgánulos indispensables que orquestan varias funciones cruciales para mantener la homeostasis celular y la producción de energía.