Las celulas vegetales tienen mitocondrias

Función de las mitocondrias

ResumenLas mitocondrias de las plantas pueden diferir en tamaño, forma, número y contenido proteico en distintos tipos de tejidos y a lo largo del desarrollo. Estas diferencias son el resultado de procesos de señalización y regulación que garantizan que la función mitocondrial se ajuste de manera específica a cada célula para favorecer el crecimiento y el desarrollo adecuados de la planta. En la última década, los procesos que intervienen en la biogénesis mitocondrial son cada vez más claros: cómo las semillas latentes pasan de ser promocondrias vacías a mitocondrias totalmente funcionales con extensas estructuras de cristae y diversas actividades bioquímicas, la regulación de los genes nucleares que codifican proteínas mitocondriales a través de los reguladores del ciclo diurno en las plantas, la respuesta al estrés mitocondrial, la orientación de las proteínas a las mitocondrias y otros orgánulos y las conexiones entre la cadena respiratoria y los complejos de importación de proteínas. Todos estos hallazgos indican que la función mitocondrial forma parte de una red celular integrada, y que la comunicación entre las mitocondrias y otros procesos celulares va más allá del conocido intercambio o transporte de metabolitos. Ahora es necesario utilizar nuestros conocimientos actuales para conocer mejor los componentes moleculares de los distintos niveles de esta red jerárquica y compleja de regulación y comunicación, de modo que la función mitocondrial pueda predecirse y modificarse de forma racional.

¿las células animales tienen mitocondrias?

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos se originaron probablemente a partir de una antigua simbiosis, en este caso cuando una célula nucleada engulló a una procariota fotosintética. De hecho, los cloroplastos se parecen a las cianobacterias modernas, que siguen siendo similares a las cianobacterias de hace 3 millones de años. Sin embargo, la evolución de la fotosíntesis se remonta aún más atrás, a las primeras células que desarrollaron la capacidad de captar la energía de la luz y utilizarla para producir moléculas ricas en energía. Cuando estos organismos desarrollaron la capacidad de dividir las moléculas de agua y utilizar los electrones de estas moléculas, las células fotosintéticas comenzaron a generar oxígeno, un acontecimiento que tuvo consecuencias dramáticas para la evolución de todos los seres vivos de la Tierra (Figura 1).

En la actualidad, los cloroplastos conservan pequeños genomas circulares que se parecen a los de las cianobacterias, aunque son mucho más pequeños. (Los genomas mitocondriales son aún más pequeños que los de los cloroplastos). Las secuencias de codificación de la mayoría de las proteínas de los cloroplastos se han perdido, por lo que estas proteínas están ahora codificadas por el genoma nuclear, se sintetizan en el citoplasma y se transportan del citoplasma al cloroplasma.

Cloroplasto

Las mitocondrias son componentes esenciales de casi todas las células del cuerpo. Estos orgánulos son las centrales eléctricas de las células, ya que proporcionan energía para llevar a cabo las reacciones bioquímicas y otros procesos celulares. Las mitocondrias producen energía para las células a partir de la energía química almacenada en los alimentos que ingerimos.

Las mitocondrias se encuentran en todas las células del cuerpo, a excepción de unas pocas. Normalmente hay varias mitocondrias en una célula, dependiendo de la función de ese tipo de célula. Las mitocondrias se encuentran en el citoplasma de las células junto con otros orgánulos de la célula.

Esta cuestión se ha planteado debido a muchas características que comparten las mitocondrias y otros organismos vivos unicelulares. Por ejemplo, las mitocondrias son los únicos orgánulos de la célula que contienen su propio ADN, así como su propia maquinaria de fabricación de proteínas. Las investigaciones han arrojado luz sobre la posibilidad de una teoría conocida como endosimbiosis.

Cuando la vida comenzó en nuestro planeta, los organismos unicelulares producían energía de una forma muy ineficiente (respiración anaeróbica, es decir, sin oxígeno) en comparación con lo que la mayoría de los organismos pluricelulares utilizan hoy en día (respiración aeróbica, con oxígeno). A través del tiempo evolutivo, las plantas surgieron y fueron capaces de producir oxígeno en la atmósfera dando lugar a la respiración aeróbica que producía energía de una manera altamente eficiente. La teoría de la endosimbiosis sugiere que las mitocondrias fueron una vez organismos de vida libre por sí mismos que utilizaban la respiración aeróbica. Las células anaerobias más grandes simplemente engulleron estas mitocondrias aeróbicas para utilizar su energía, dando lugar a las células complejas que encontramos hoy en día, como las de nuestro cuerpo.

¿tienen las células vegetales mitocondrias y cloroplastos?

Dado que el suministro de energía tiene un impacto tan grande en la fisiología de las plantas, es de considerable valor entender cómo la fisiología de las células vegetales se ve afectada por la disponibilidad de energía. Aquí utilizamos las herramientas de la biología de sistemas experimentales para caracterizar una línea transgénica de Arabidopsis, previamente bien caracterizada, con alto contenido de ATP y de rápido crecimiento, que sobreexpresa la fosfatasa ácida púrpura 2 de Arabidopsis thaliana (AtPAP2; Zhang et al., 2012) y comparamos estas características con las de las plantas de tipo salvaje (WT). Las líneas de sobreexpresión de AtPAP2 (OE) florecen antes y crecen más rápido que las líneas WT, y el número de silicios y la producción de semillas de los transgénicos superan a los de las plantas WT (Zhang et al., 2012). Del mismo modo, la OE de AtPAP2 en Camelina sativa y en patatas también dio lugar a un mayor rendimiento y a un rápido crecimiento (Zhang et al., 2012, 2014). Los estudios de microarrays revelaron además que miles de transcritos estaban alterados en las líneas transgénicas de Arabidopsis (Sun et al., 2013). En conjunto, estos fenotipos sugieren un cambio drástico del metabolismo en las líneas AtPAP2 OE.