Similitudes de las mitocondrias y el núcleo

Las células son las unidades básicas de todos los seres vivos. Cada una de estas estructuras microscópicas exhibe todas las propiedades asociadas con estar vivo en el sentido científico y, de hecho, muchos organismos constan de una sola célula. Casi todos estos organismos unicelulares pertenecen a una amplia clase de organismos conocidos como procariotas - criaturas de los dominios taxonómicos Bacteria y Archaea.

En contraste, Eukaryota, el dominio que incluye animales, plantas y hongos, tiene células que son mucho más complejas y que presentan numerosas orgánulos, que son estructuras internas unidas a la membrana que muestran funciones especializadas. La núcleo es quizás la característica más llamativa de las células eucariotas, debido a su tamaño y ubicación más o menos central dentro de la célula; las celdas mitocondrias, por otro lado, ambos presentan una apariencia única y se erigen como una maravilla evolutiva y metabólica.

Todas las células tienen varios componentes en común. Estos incluyen un

Los eucariotas son generalmente mucho más grandes y más complejos que los procariotas; en consecuencia, sus células son más complicadas y contienen una variedad de orgánulos. Se trata de inclusiones especializadas que permiten que la célula crezca y prospere desde el momento en que se crea hasta el momento en que se divide (que puede ser un día o menos). El principal de estos visualmente en una imagen de microscopio de una célula es el núcleo, que es el "cerebro" de la célula que contiene el ADN en el forma de cromosomas y las mitocondrias, que son necesarias para la descomposición completa de la glucosa utilizando oxígeno (es decir, aeróbica respiración).

Otros orgánulos críticos incluyen el retículo endoplásmico, una especie de "sistema de carreteras" membranoso que empaqueta y procesa proteínas mientras las mueve entre el exterior de la célula, el citoplasma y el núcleo; el aparato de Golgi, que son vesículas que sirven como taxis en miniatura para estas sustancias y que pueden "acoplarse" al retículo endoplásmico; y lisosomas, que sirven como sistema de gestión de desechos de la célula al disolver moléculas viejas y gastadas.

Dos características que hacen que las mitocondrias sean diferentes de otros orgánulos son el ciclo de Krebs, que está alojado por la matriz mitocondrial, y la cadena de transporte de electrones, que tiene lugar en el interior mitocondrial membrana.

Las mitocondrias tienen forma de balón de fútbol y parecen bacterias en sí mismas, lo que, como verá, no es un accidente. Se encuentran en mayor densidad en lugares donde las necesidades de oxígeno son altas, como en los músculos de las piernas de los atletas de resistencia como los corredores de fondo y los ciclistas. La única razón por la que existen es el hecho de que los eucariotas tienen requisitos de energía muy superiores a los de los procariotas, y las mitocondrias son la maquinaria que les permite cumplir esos requisitos.
Lea más sobre la estructura y función de las mitocondrias.

La mayoría de los biólogos moleculares se adhieren a la Teoría del endosimbionte. En este marco, hace más de 2000 millones de años, ciertos eucariotas primitivos, que ingirieron alimentos al ingerir una cantidad considerable moléculas a través de la membrana celular, en efecto "comieron" una bacteria que ya había evolucionado para llevar a cabo aeróbicos metabolismo. (Los procariotas capaces de esto son comparativamente raros pero continúan existiendo hoy).

Con el tiempo, la forma de vida ingerida, que se reproducía por sí misma, pasó a depender exclusivamente de su estructura intracelular. medio ambiente, que ofrecía un suministro rápido de glucosa en todo momento y protegía a la "célula" del exterior amenazas. A cambio, la forma de vida sumergida permitió que sus organismos anfitriones crecieran y prosperaran durante generaciones más allá de lo visto en ese momento de la historia zoológica de la Tierra.

Los "simbiontes" son organismos que comparten un entorno de forma mutuamente beneficiosa. En otras ocasiones, estos acuerdos de intercambio implican parasitismo, donde un organismo se daña para permitir que el otro prospere.

En cualquier narración sobre una célula eucariota, el núcleo ocupa un lugar central. El núcleo está rodeado por una membrana nuclear, también llamada envoltura nuclear. Durante la mayor parte del ciclo celular, el ADN se disemina de manera difusa por todo el núcleo. Sólo al comienzo de la mitosis los cromosomas se condensan en las formas que la mayoría de los estudiantes asocian con estas estructuras: esas diminutas formas en "X".

Una vez que los cromosomas, que se copiaron en interfase durante el ciclo celular, se separan durante la fase M, toda la célula está lista para dividirse (citocinesis). Mientras tanto, las mitocondrias han aumentado en número al dividirse por la mitad al principio de la interfase, junto con otros contenidos citoplásmicos de la célula (es decir, cualquier cosa fuera del núcleo).
Lea más sobre la estructura y función del núcleo.

El núcleo entra en mitosis con dos copias idénticas de cada cromosoma, unidas en una estructura llamada centriolo. Los seres humanos tenemos 46 cromosomas, por lo que al comienzo de la mitosis, cada núcleo tiene 92 moléculas de ADN individuales, dispuestas en conjuntos de gemelos idénticos. Cada gemelo de un conjunto se llama cromátida hermana.

Cuando el núcleo se divide, las cromátidas de cada par son empujadas hacia lados opuestos de la célula. Esto crea núcleos hijos idénticos. Es importante señalar que el núcleo de cada célula contiene todo el ADN necesario para reproducir el organismo en su totalidad.

Las mitocondrias albergan el ciclo de Krebs, en el que acetil CoA combina con oxaloacetato crear citrato, una molécula de seis carbonos que se reduce a oxalacetato en una serie de pasos que generan dos ATP por molécula de glucosa, alimentar el proceso corriente arriba junto con una serie de moléculas que transportan electrones al transporte de la cadena de electrones reacciones.

El sistema de transporte de la cadena de electrones también ocurre en las mitocondrias. Esta serie de reacciones en cascada utiliza energía de los electrones extraídos de las sustancias NADH y FADH.₂ para impulsar la síntesis de una gran cantidad de ATP (32 a 34 moléculas por glucosa aguas arriba).

Al igual que el núcleo, los cloroplastos y las mitocondrias están unidos a la membrana y se almacenan con un conjunto estratégico de enzimas. Sin embargo, no caiga en la trampa común de pensar que los cloroplastos son "las mitocondrias de las plantas". Las plantas tienen los cloroplastos porque no pueden ingerir glucosa y deben producirla a partir del gas de dióxido de carbono que ingresa a la planta a través de sus hojas.

Tanto las células vegetales como las animales tienen mitocondrias porque ambas participan en la respiración aeróbica. Gran parte de la glucosa que produce una planta es consumida por los animales en el medio ambiente o simplemente se pudre con el tiempo, pero la mayoría de las plantas también logran sumergirse en gran medida en su propio alijo.

La principal diferencia entre el ADN nuclear y el ADN mitocondrial es simplemente la cantidad y los productos específicos producidos. Además, las estructuras tienen trabajos muy diferentes. Ambas entidades, sin embargo, se reproducen dividiéndose por la mitad y dirigen su propia división.

Las células en las que pensamos cuando consideramos las células eucariotas no podrían sobrevivir sin mitocondrias. Para simplificar mucho, el núcleo es el cerebro del funcionamiento celular, mientras que las mitocondrias son el músculo.

Ahora que es un experto en orgánulos eucariotas, ¿cuál de las siguientes es una diferencia entre el núcleo y la mitocondria?

1. Solo el núcleo contiene ADN.
2. Solo el núcleo está rodeado por una doble membrana plasmática.
3. Solo el núcleo se divide en dos durante el ciclo celular.
4. Solo el núcleo alberga reacciones químicas que no ocurren en ninguna otra parte de la célula.

De hecho, ninguna de estas afirmaciones es cierta. Las mitocondrias, como has visto, poseen su propio ADN y, además, este ADN contiene genes que el ADN nuclear (normal) no tiene. Las mitocondrias y los núcleos, junto con los orgánulos como el retículo endoplásmico, tienen su propia membrana. Como se señaló, cada cuerpo organiza y lleva a cabo su propio proceso de división, y cada estructura alberga reacciones que no ocurren en cualquier otro lugar de la célula (por ejemplo, la transcripción de ARN en el núcleo, las reacciones en cadena de transporte de electrones en mitocondrias).