El proceso de generación de ATP en las mitocondrias se llama respiración celular, e implica la descomposición de glucosa, ácidos grasos y otras moléculas orgánicas en presencia de oxígeno. A continuación se ofrece una descripción general de los principales pasos de la respiración celular que ocurren dentro de las mitocondrias:
1. Glucólisis: Este proceso tiene lugar en el citoplasma fuera de las mitocondrias. La glucosa, un azúcar de seis carbonos, se descompone en dos moléculas de piruvato, una molécula de tres carbonos. Este paso genera una pequeña cantidad de ATP y NADH, una molécula portadora de electrones.
2. Descarboxilación del piruvato: Las moléculas de piruvato de la glucólisis ingresan a las mitocondrias. Se convierten en acetil coenzima A (acetil-CoA), que ingresa al ciclo del ácido cítrico.
3. Ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs): Esta serie de reacciones químicas tiene lugar en la matriz mitocondrial. El acetil-CoA se combina con el oxaloacetato para formar citrato, que sufre una serie de reacciones enzimáticas para liberar dióxido de carbono y generar más NADH y FADH2, moléculas portadoras de electrones.
4. Cadena de transporte de electrones: Las moléculas NADH y FADH2 producidas en la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico donan sus electrones de alta energía a la cadena de transporte de electrones. Esta cadena se encuentra en la membrana mitocondrial interna y consta de una serie de complejos proteicos.
A medida que los electrones se mueven a través de la cadena, su energía se utiliza para bombear iones de hidrógeno (H+) desde la matriz mitocondrial al espacio intermembrana. Esto crea un gradiente electroquímico a través de la membrana.
5. Síntesis de ATP: El gradiente electroquímico generado por la cadena de transporte de electrones impulsa el paso final de la respiración celular, la síntesis de ATP. A medida que los iones de hidrógeno regresan a la matriz mitocondrial a través de un complejo proteico llamado ATP sintasa, la energía liberada se utiliza para sintetizar ATP a partir de ADP (difosfato de adenosina).
Este proceso de quimiosmosis genera una cantidad significativa de ATP, que luego la célula puede utilizar para diversas actividades que requieren energía, como el movimiento celular, la síntesis de moléculas, el transporte activo de iones y muchas otras funciones celulares.
En general, las mitocondrias desempeñan un papel crucial en el metabolismo energético de las células animales al convertir moléculas orgánicas en ATP mediante el proceso de respiración celular. Sin mitocondrias funcionales, las células no serían capaces de producir suficiente energía para llevar a cabo sus funciones esenciales, lo que provocaría la muerte celular y, en última instancia, afectaría a la supervivencia del organismo.
