Ejercicio resuelto de Orgánulos celulares · Biología · 2022

Opción 2A (2.5 puntos)
Las mitocondrias son orgánulos que están presentes en las células eucariotas.

a) (1,0 punto) Haga un esquema o dibujo de una mitocondria y señale sus componentes.
b) (1,0 punto) Cite el proceso metabólico que las caracteriza, describa brevemente sus etapas e indique su localización a nivel de orgánulo.
c) (0,5 puntos) Indique, razonando la respuesta, si el proceso a que se refiere el apartado b) es un proceso anabólico o catabólico.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{punto)}}\mathbf{\text{Haga}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{dibujo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mitocondria}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{componentes.}}$



La mitocondria está delimitada por dos membranas. La externa es lisa y muy permeable, gracias a unas proteínas llamadas porinas. La interna, en cambio, es impermeable a los iones y se repliega hacia el interior formando las crestas mitocondriales, que multiplican enormemente su superficie; en ella se alojan los complejos de la cadena transportadora de electrones y las ATP-sintasas. Entre ambas queda el espacio intermembranoso, donde se acumulan los protones que la cadena bombea.

El interior, delimitado por la membrana interna, es la matriz mitocondrial. En ella se encuentran las enzimas del ciclo de Krebs y de la $\beta$-oxidación, junto con ADN circular sin histonas y ribosomas 70S propios, semejantes a los bacterianos. Estos dos últimos rasgos, sumados a la doble membrana y a que la mitocondria se divide por sí misma, son el principal apoyo de la teoría endosimbiótica.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{punto)}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{metab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{caracteriza,}}\mathbf{\text{describa}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{etapas}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{localizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{nivel}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulo.}}$

El proceso que las caracteriza es la respiración celular aerobia, que oxida completamente la materia orgánica hasta $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ y agua para obtener ATP. Consta de tres etapas dentro del orgánulo, precedidas por la glucólisis, que ocurre fuera.

Etapa	En qué consiste	Localización Descarboxilación oxidativa del piruvato	El piruvato pierde un carbono como $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, se oxida reduciendo un $\mathrm{N}\mathrm{A}{\mathrm{D}}^{+}$ y el resto se une a la coenzima A	Matriz mitocondrial Ciclo de Krebs	El acetil-CoA se condensa con el oxalacetato y se oxida por completo; por cada vuelta salen 2 $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, 3 $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H}$, 1 $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$ y 1 GTP	Matriz mitocondrial Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa	Las coenzimas reducidas ceden sus electrones, que llegan hasta el oxígeno; el bombeo de protones crea el gradiente que mueve la ATP-sintasa	Membrana mitocondrial interna, en las crestas

El rendimiento total es de unas 30 a 32 moléculas de ATP por cada glucosa, y la práctica totalidad se obtiene en la última etapa.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{Indique,}}\mathbf{\text{razonando}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta,}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{refiere}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{apartado}}\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{anab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{catab}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lico.}}$

Es un proceso catabólico, y hay tres razones que lo demuestran.

La primera es el sentido de la transformación: se parte de moléculas orgánicas complejas —glucosa, ácidos grasos— y se termina en moléculas inorgánicas sencillas, $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ y agua. El catabolismo degrada; el anabolismo construye.

La segunda es que se trata de un proceso de oxidación. La materia orgánica pierde electrones e hidrógenos, que se recogen en $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}\mathrm{H}$ y $\mathrm{F}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{H}}_2$; las rutas anabólicas, por el contrario, son reductoras.

La tercera es el balance energético: el proceso libera energía y la conserva en forma de ATP, en lugar de consumirlo.

${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2⟶6\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\text{energ}\acute{\text{i}}\text{a}$

Conviene notar que ese ATP no es un fin en sí mismo: es la moneda con la que después se pagan las rutas anabólicas de la célula.