Por Kristin Jennifer, actualizado el 24 de marzo de 2022

Los cloroplastos y las mitocondrias son los motores de las células eucariotas. Los cloroplastos se encuentran únicamente en plantas y algas, mientras que las mitocondrias están presentes en prácticamente todas las células animales y vegetales. Ambos orgánulos son esenciales para convertir materias primas en energía utilizable, pero lo hacen a través de mecanismos y estructuras distintos.

¿Qué son los cloroplastos?

Los cloroplastos son los sitios de fotosíntesis en organismos fotoautótrofos. Incrustada dentro de la membrana del cloroplasto se encuentra la clorofila, el pigmento que captura la luz solar. La energía luminosa se utiliza para dividir el agua y combinar dióxido de carbono, produciendo glucosa y oxígeno. Luego, la glucosa se transporta a las mitocondrias, donde se oxida para generar ATP.

¿Qué es una mitocondria?

Las mitocondrias son los motores celulares que producen ATP a través de la respiración celular. Oxidan la glucosa (u otras moléculas orgánicas) en presencia de oxígeno, produciendo una gran producción de ATP. Una célula animal promedio contiene más de 1000 mitocondrias, lo que subraya su importancia en el metabolismo energético.

1. Forma y dinámica

• Cloroplastos: Elipsoidal, simétrica en tres ejes.
• Mitocondrias: Formas oblongas y muy dinámicas que pueden cambiar rápidamente.

2. Arquitectura de la membrana interior

• Cloroplastos: La membrana interna se pliega en sacos de tilacoides apilados separados por laminillas estromales. La clorofila en los tilacoides impulsa las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz, produciendo ATP y equivalentes reductores para el ciclo de Calvin.
• Mitocondrias: La membrana interna es rica en crestas, lo que aumenta drásticamente la superficie para la fosforilación oxidativa. Estas crestas albergan la cadena de transporte de electrones y los complejos de ATP sintasa que impulsan la producción de ATP.

3. Enzimas respiratorias

La matriz mitocondrial alberga una cadena única de enzimas respiratorias que convierten el piruvato y otras pequeñas moléculas orgánicas en ATP. Las deficiencias en la respiración mitocondrial están relacionadas con la insuficiencia cardíaca relacionada con la edad y otros trastornos metabólicos.

4. Características compartidas del ADN

Ambos orgánulos llevan su propio ADN circular, un remanente de su ascendencia procariótica. A diferencia del ADN cromosómico lineal del núcleo, este ADN circular es similar a los genomas bacterianos, lo que respalda la teoría endosimbiótica.

5. Origen endosimbiótico

La hipótesis de Lynn Margulis de 1970 propuso que las mitocondrias y los cloroplastos se originaron como bacterias de vida libre que entraron en una relación simbiótica con las primeras células eucariotas. El ADN retenido en cada orgánulo refleja su autonomía ancestral.

En resumen, los cloroplastos y las mitocondrias comparten una herencia evolutiva común y una arquitectura de ADN similar, pero difieren en estructura, función y vías específicas que utilizan para aprovechar la energía.