De todos los problemas bioéticos planteados por la ingeniería genética hay uno que se ha convertido últimamente en el centro de debate público: la clonación. La clonación es una forma de reproducción no sexual, que se da naturalmente en muchas plantas junto a la reproducción sexual y que, a diferencia de esta última, produce copias genéticas exactas de la planta originaria. Los ejemplos más conocidos son las patatas y las fresas.
Las mitocondrias son consideradas como las centrales energéticas de la célula, en las cuales los alimentos o moléculas bioenergéticas que contienen energía, la energía liberada por las mitocondrias es utilizada para la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP), que constituye la energía de más alta calidad de las células. Como se puede comprender, el ATP es la fuente principal de alta energía, que se concentra en el interior de las mitocondrias y se utilizan para impulsar las diferentes funciones celulares, que requieren gastos energéticos.
Estructura de las Mitocondrias. Las mitocondrias están formadas por dos sistemas de membranas; una membrana externa, que se extiende sobre el organoide, y una membrana interna, que se pliega y penetra en el interior del organoide.
La primera se denomina membrana mitocondrial externa, y la segunda se llama, membrana mitocondrial interna, ambas delimitan un espacio denominado cámara externa.
En las células de organismos inferiores, como los protozoarios, los repliegues internos de la membrana mitocondrial interna, forman túbulos, en cambio en los mamíferos y el hombre, forman vesículas aplanadas denominadas crestas mitocondriales.
El espacio entre las dos membranas o cámara externa, es ópticamente homogénea, mientras que el espacio interior o cámara interna, contiene una matriz densa, o matriz mitocondrial, y granulos que se adhieren a las crestas mitocondriales.
La superficie de la membrana mitocondrial interna, está cubierta de gránulos denominados partículas elementales, que se encuentran adheridos a la membrana por medio de tallos delgados. Se ha propuesto que cada granulo junto con el tallo, y la porción inmediata de la membrana mitocondrial interna a la cual se adhieren, forman un sistema de trabajo activo que actúa en las reacciones metabólicas, estrechamente ligadas con el sistema de formación de energía de la célula.
Tanto la membrana mitocondrial externa como la interna, tienen cada una un espesor de 80 Amstrongs; la cámara externa determina un espacio de 30 Amstrongs y las partículas elementales tienen cada una un tamaño de 100 Amstrongs.
Tamaño y número de mitocondrias. Las mitocondrias tienen un tamaño que varia desde 0,5 a 7 micras. El número de mitocondrias presente en cada célula, varía de acuerdo a la función, clase de célula y actividad metabólica que desempeña.
Existen células como los linfocitos que tienen apenas algunas decenas de mitocondrias; los hepatocitos que tienen un promedio de 2500 mitocondrias, cada hasta células como los óvulos femeninos que tienen más de 30.000 mitocondrias cada una.
La disposición de las mitocondrias en el citoplasma celular, no es estática, sino por el contrario tiene una disposición dinámica capaz de mantener indefinidamente la relación de estructura y función de los diferentes constituyentes celulares. Es así que las mitocondrias se encuentran con frecuencia en estrecha vecindad con las estructuras celulares dinámicas, a las cuales proporciona ATP. En el músculo, por ejemplo, las mitocondrias están intercaladas con los elementos contráctiles de la célula muscular. En la cola del espermatozoide rodean a las fibrillas longitudinales responsables del movimiento del flagelo.
Funciones de la mitocondria.La mitocondria representa una especia “central eléctrica” que da a la célula la energía necesaria para el mantenimiento de todas sus funciones y por lo tanto para el mantenimiento de la vida.
Se puede enumerar los procesos básicos y su localización dentro de la mitocondria.
En el citoplasma celular las moléculas bioenergéticas como azucares, grasas y proteínas, se degradan a moléculas de acetil coenzimas A, penetrando estas al interior de las mitocondrias, hasta la matriz mitocondrial, para efectuar el ciclo de Krebs, que luego de diversos pasos, finaliza en la producción de CO2.
En ciertos puntos de este ciclo son removidos electrones (H+), por medio de las enzimas dehidrogenesas y son llevadas a la cadena respiratoria que se efectúa en las membranas de las crestas mitocondriales, donde se combinan con el 02 para dar finalmente el H20. La formación de ATP o sea la fosforilación oxidativa está a cargo de las partículas elementales.
Respiración celular. El elemento energético esencial para la respiración celular es la glucosa. La glucosa después de haber penetrado en la célula, debe ser fosforilada, sin que pueda ser transformada. El ATP proporciona el fosfato y gracias a una diastasa, y la hexoquinaia, el fosfato se fija en la glucosa, de acuerdo a la siguiente reacción química:
Glucosa + ATP = ADP + Glucosa 6 fosfato
Pero como generalmente la glucosa se encuentra en reserva al estado de glucógeno, la transformación de este último en glucosa 6 fosfato, depende de una fosforilasa, indirectamente activada por una hormona: la Adrenalina, que se constituye en un intermedio importante entre el trabajo celular y la reacción del organismo entero al medio.
Se puede por lo tanto esquematizar la sucesión de acontecimientos de la siguiente manera:
a) Reacción del organismo al medio
b) Liberación de adrenalina
c) Fosforilación del glucógeno
d) Formación de ADP
e) Aumento de las oxidaciones fosforilantes
f) Liberación de energía
g) Acción sobre el medio circundante
A partir de la glucosa 6 fosfato, se abren dos caminos a la glucosa:
1) Vía Exergonica. En esta vía la glucosa, será progresivamente degradada en Ac. Piruvico. Esta parte de la degradación, que sucede en ausencia de oxígeno, constituye el Ciclo de Embden Meyerhof. El Ácido pirúvico entrara inmediatamente en un ciclo de reacciones que requieren la presencia del oxígeno, el ciclo tricarboxilico, ciclo del Ácido cítrico o Ciclo de Krebs.
En este ciclo un cuerpo químico da origen a otro, el cual por su parte da nacimiento a otro nuevo y así sucesivamente y las transformaciones se acompañan en 5 ocasiones diferentes de la perdida de una molécula de hidrógeno; esta molécula de hidrógeno, se fijará con frecuencia sobre la difosfopiridina-nucleotido, que la transmitirá a otros elementos que constituyen la cadena de transportadores, apareando fosforilaciones y oxidaciones.
Como se comprenderá, el papel de esta vía metabólica, consiste en triturar progresivamente la voluminosa molécula de glucosa, para arrebatarla progresivamente las moléculas de hidrógeno que contiene.
2) Vía Endergonica. También denominada Vía de las Pentosas, donde la glucosa que hemos seguido desde su formación, en glucosa 6 fosfato, tiene otra posibilidad; y es la de dar origen a la 6 fosfoglucono-lactona, iniciando la vía de las pentosas. Así la glucosa abandonara progresivamente su hidrógeno, fijándola en la TPN (Trifosfo piridin nucleotido), que se transformara luego en TPN-H (Trifosfo-piridin nucleotido reducido), bajo la acción de una dehidrogenasa, y se transformara en azucares de 5 átomos de carbono o también llamadas pentosas, que son indispensables para las numerosas síntesis como la de los ácidos nucleicos, DNA y RNA, así como para numerosas moléculas cuya importancia conocemos como el ATP, DPN y TPN.
Localización de las principales enzimas de la mitocondria:
Membrana mitocondrial externa.
- Monoaminoxidasa (MAO)
Cámara externa
- Adelinatoquinasa
- Nucleosido-difosfoquinasa
Membrana mitocondrial interna
- Citocromoxidasas (enzimas de la cadena respiratoria)
- Isocitricodehidrogenasas
- Succinicodehidrogenasas
Matriz mitocondrial
- Malatodehidrogenasas
- Asocitricodehidrogenasas
- Enzimas de la beta oxidación de los ácidos grasos