Funciones de las mitocondrias

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Funciones de las mitocondrias: 
Proveniente del citosol, el piruvato ingresa en la matriz mitocondrial, donde por acción del piruvato deshidrogenasa pierde un carbono y se convierte en el grupo acetilo de la acetil CoA. A los acetilos generados a partir de los piruvatos deben sumarse los derivados de la β-oxidación de los ácidos grasos y del metabolismo de algunos aminoácidos. Cualquiera que sea su origen, el grupo acetilo de cada acetil CoA ingresa en el ciclo de Krebs. Lo hace al combinarse con una molécula de 4 carbonos (el ácido oxalacético), con la que forma una molécula de 6 carbonos llamada ácido cítrico, que da inicio y nombre al ciclo. 
El ciclo de Krebs, llamado también ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos, comprende una serie de nueve reacciones químicas mediadas por otras tantas enzimas específicas. Estas actúan secuencialmente; lo hacen de forma tal que el último de sus productos vuelve a ser el ácido oxalacético, el cual, al 
combinarse con el grupo acetilo de otra acetil CoA, genera de nuevo ácido cítrico. Con esta molécula se inicia otro ciclo de Krebs, y así sucesivamente mientras haya O2 y acetilos disponibles. 
Al cumplirse cada vuelta del ciclo de Krebs, dos de los seis carbonos del ácido cítrico se liberan como CO2. Además, se genera energía suficiente para formar un ATP, tres NADH y un FADH2. Puesto que se necesitan dos vueltas del ciclo de Krebs para procesar a los dos acetilos derivados de la glucólisis de una molécula de glucosa, cada uno de estos monosacáridos da lugar a dos ATP, seis NADH y dos FADH2. Debe advertirse que el ATP se forma a partir de GTP, que es el nucleósido trifosfato surgido del ciclo. 
La enzima del ciclo de Krebs encargada de transferir el H2 al FAD es la succinato deshidrogenasa. Junto al primero y al tercer NADH surgidos del ciclo de Krebs aparecen sendos H+, pues los sustratos oxidados ceden un H2. Las moléculas de CO2 formadas durante la descarboxilación oxidativa y el ciclo de Krebs pasan al citosol, de éste al espacio extracelular y finalmente a la sangre, que las transporta a los pulmones para su eliminación. 
Las oxidaciones de la fosforilación oxidativa tienen lugar en la membrana interna de las mitocondrias. La energía contenida en los NADH y en el FADH2 formados durante el ciclo de Krebs se transfiere al ATP después de una serie de procesos que comienzan con la oxidación de ambos dinucleótidos. Los átomos de hidrógeno liberados de los NADH y del FADH2 como consecuencia de ambas oxidaciones se disocian en H+ y e-. Es importante señalar que los e - surgidos de este proceso poseen un elevado potencial de transferencia, es decir, una gran cantidad de energía. El potencial de transferencia de los e- va disminuyendo en las sucesivas reacciones de oxidorreducción que se producen a lo largo de la cadena respiratoria, de modo que en cada etapa los e- pasan a un estado de menor energía. La energía cedida por los e- es utilizada para transportar a los H + desde la matriz mitocondrial hasta el espacio intermembranoso. Los H+ pasan a través de los complejos principales de la cadena respiratoria, los cuales actuarían como verdaderas bombas de H+. La existencia de un gradiente de concentración de H+, entre ambos lados de la membrana mitocondrial interna es acompañada por un gradiente de voltaje o potencial eléctrico. El gradiente electroquímico derivado de la suma de ambas fuerzas se traduce en la energía, llamada protonicomotora, que impulsa a los H+ a regresar a la matriz mitocondrial. Los H+ retornan por el túnel de la ATP sintasa. 
La ATP sintasa se comporta como una turbina que convierte una clase de energía (la protonicomotora) en otra más provechosa para la célula, la energía química depositada entre el segundo y el tercer fosfato del ATP. El ATP sale al citosol por un contratransporte pasivo localizado en la membrana mitocondrial interna, la ATP-ADP translocasa. 
Los e-, luego de perder una parte sustancial de su energía, abandonan la cadena respiratoria y regresan a la matriz mitocondrial. Se combinan con los H+ venidos del espacio intermembranoso y el O2 proveniente de la atmósfera, que da lugar a la formación de H2O. Con la formación del H2O culmina la fosforilación oxidativa. 
A diferencia de los NADH formados en las mitocondrias, los de la glucólisis tienen un menor rendimiento energético, el cual se debe a que el NSDH citosólico no puede ingresar en la mitocondria, puesto que su membrana interna le es impermeable. Para que el NADH citosólico pueda ceder su energía al ATP, ingresan en la mitocondria solo sus e- y H+, ya que no el propio NADH. Ello es posible gracias a ciertas moléculas citosólicas que actúan como “lanzaderas”. Así, una lanzadera luego de captar dos e- y un H+ del NADH, los conduce a la mitocondria donde los transfiere a 
otra molécula; luego retorna sin ellos al citosol, por lo que queda disponible para una nueva operación. 
Para efectuar el cálculo de la energía ganada en unidades de ATP al cabo de la oxidación de una molécula de glucosa se debe sumar la energía producida en el citosol a la gestada en la mitocondria. En presencia de O2, por cada molécula de glucosa se generan 30 o 32 ATP.