La mitocondria

Sobre todo mamíferos · modelo 3D

Para sus tareas básicas, una célula gasta ATP, una molécula pequeña que le entrega energía. La mitocondria es un compartimento de la célula, envuelto por dos membranas, que fabrica la mayor parte de ese ATP.

En una frase

La mitocondria es un compartimento de la célula, con dos membranas y ADN propio, que fabrica ATP dejando volver, a través de una proteína que gira, las partículas con carga que ha acumulado a un lado de su membrana interna.

Qué vas a aprender

Decir para qué necesita ATP la célula y dónde lo fabrica.
Distinguir las dos membranas y decir qué es una cresta.
Explicar cómo se acumulan los protones y cómo su vuelta hace girar la sintasa de ATP.
Decir qué conserva la mitocondria de su origen bacteriano.

Cómo funciona

Una célula gasta ATP al moverse, al dividirse y al fabricar proteínas, así que necesita fabricarlo sin parar.

Las mitocondrias de una célula viva suelen conectarse en una red de tubos, que cambia de forma a medida que unos tramos se separan y otros se juntan. Al sacarlas de la célula para estudiarlas, la red se fragmenta y cada fragmento vuelve a quedar cerrado.^{1, 4}

Cada tubo tiene dos membranas. La interna es una barrera: los átomos con carga y la mayoría de las moléculas solo la atraviesan por proteínas específicas. La externa, en cambio, tiene poros para los átomos con carga y las moléculas pequeñas. Entre ambas queda un hueco de 12 a 20 nanómetros (millonésimas de milímetro): las medidas proceden de especies y preparaciones distintas, y el desacuerdo sigue sin resolver. Dentro de la membrana interna está la matriz, un espacio muy cargado de proteínas.^{1, 4, 5}

Las crestas son pliegues de la membrana interna que entran en la matriz y reúnen la mayor parte de su superficie. Cada una sigue unida al resto de la membrana por un cuello estrecho.^{1, 4, 6}

Todo átomo contiene partículas con carga eléctrica: los electrones, negativos, y los protones, positivos. Un átomo de hidrógeno es un protón y un electrón, de modo que un hidrógeno que pierde su electrón queda como un protón suelto. Cuantos más protones sueltos hay en el agua, más ácida es.

Cada cresta es una bolsa plana de membrana, unida al resto por el cuello. Por fuera la rodea la matriz. Por dentro tiene un hueco, el interior de la cresta.

La mitocondria trabaja como una presa. Por un lado gasta energía en subir agua hasta detrás del muro: aquí, en acumular protones en el interior de la cresta, con la energía de los electrones. Por otro, y al mismo tiempo, esa reserva vuelve y mueve una turbina: aquí, la proteína que fabrica ATP.

En las crestas hay cuatro grandes conjuntos de proteínas, los complejos respiratorios. Tres trabajan en fila en sus partes planas: el de entrada, el intermedio y el final.

Primero, el complejo de entrada recibe electrones de una molécula que los cede, y saca protones de la matriz al interior de la cresta.

Después, un primer portador, que se mueve dentro del grosor de la membrana, lleva los electrones al complejo intermedio. Este también saca protones.

Luego, un segundo portador, que se mueve por el interior de la cresta, los lleva al complejo final. Este saca más protones.

Al final, en ese complejo, los electrones se unen al oxígeno y se forma agua. Para eso toma protones de la matriz, distintos de los que saca.

El que falta es una segunda entrada: entrega electrones a la fila, pero no saca protones.

El resultado es que el interior de la cresta tiene más protones que la matriz. Por eso la matriz queda menos ácida. Entre los dos lados queda además una diferencia de carga.^{1, 9, 10, 22, 23, 24}

La sintasa de ATP es la proteína que hace de turbina. Tiene una cabeza redonda en la matriz, un tallo y una base en la membrana. Las sintasas van por parejas en forma de V, en filas dobles a lo largo de los bordes más curvos de las crestas.

Ejemplo: las parejas de una levadura y de un alga, purificadas y metidas en pequeñas esferas de lípidos, doblan la membrana sin otras proteínas; las sintasas sueltas no lo consiguen. En otra levadura, sin alguna de las dos piezas necesarias para formar la pareja, no hay parejas, y las crestas quedan como globos o no aparecen.^{4, 5, 25}

Los protones vuelven a la matriz cruzando la base de la sintasa. Allí hay un anillo, de ocho piezas en la vaca. Un protón entra por un canal hasta la mitad de la membrana y queda unido a una de esas piezas. Entonces el anillo gira un octavo de vuelta: eso es un paso. Cada protón nuevo añade otro paso. El primero sigue sobre su pieza casi una vuelta entera y sale hacia la matriz por otro canal, situado junto al de entrada.

Aquí la presa deja de valer. El agua cae por su peso, y los protones vuelven porque la carga negativa de la matriz los atrae y allí hay menos. El agua golpea las palas de una turbina, y el protón viaja sobre el anillo.

El anillo está unido a un eje que entra en la cabeza. Un tallo lateral sujeta la cabeza para que no gire con él. Dentro hay tres puestos de fabricación, cada uno en una fase distinta del ciclo. Cada vuelta da tres ATP, y la velocidad citada es de unas 100 vueltas por segundo.^{10, 12, 13, 14, 26}

La matriz guarda ADN propio y ribosomas propios, las piezas que fabrican proteínas, situados junto a la membrana interna. Ese ADN procede de una bacteria que se integró en otra célula. En humanos solo guarda las instrucciones de 13 proteínas. Casi todas las demás dependen de genes del núcleo de la célula.^{15, 27, 28, 29}

El corte de un tubo ocurre casi siempre donde lo cruza otra red de membranas. Allí se estrecha, y luego una proteína forma un anillo que se cierra alrededor. Para unirse, una proteína las sujeta; se funden primero las membranas externas y luego, con otra proteína, las internas.^{18, 19, 30, 31}

Cómo se sabe

Para ver dónde está cada pieza, se miraron mitocondrias aisladas con un microscopio electrónico desde muchos ángulos, hasta reconstruirlas en tres dimensiones. Procedían de corazón de vaca, de patata y de hongos. Se vieron las parejas de sintasas en los bordes curvos y los complejos en las partes planas. El alga Chlamydomonas mostró ese reparto dentro de la célula entera.^{4, 11, 32}

La forma de la sintasa y de los complejos se vio en proteínas de vaca y de cerdo. El avance del anillo se deduce de sintasas detenidas en tres posiciones. El giro se observó directamente en la cabeza aislada de una enzima bacteriana, funcionando al revés y gastando ATP.^{9, 13, 14, 33, 34}

Para saber para qué sirve una pieza, se quitó en la levadura Saccharomyces cerevisiae y se miró qué cambiaba en las crestas. El anillo de ocho piezas se extiende de la vaca a los demás vertebrados por el parecido de sus secuencias.^{8, 12, 25}

Lo que sigue abierto

Sólido Las parejas de sintasas doblan la membrana sin ayuda de otras proteínas. Se ha visto en una levadura y un alga, con esferas de lípidos.^{5, 25}
Abierto Se sabe que el complejo final saca protones. Todavía no se sabe cómo enlaza eso con la formación de agua.^{10, 23}
Abierto Los complejos suelen ir agrupados, pero no está claro para qué. La idea de que el grupo se pasa moléculas por un camino directo está cuestionada.^{1, 33, 35}
Abierto Todavía no se sabe qué bacteria fue ni cuándo se integró. Se discute si pertenecía al grupo de las alfaproteobacterias o se separó antes de él.^{15, 16, 36}

Lo que se suele confundir

La mitocondria es siempre un grano ovalado y suelto. Esa forma se ve sobre todo en mitocondrias aisladas. En la célula forman con frecuencia una red, aunque en el músculo de ratón conviven tubos largos con otras ovaladas.^{1, 2, 4}

Los complejos respiratorios fabrican el ATP. Mueven electrones y protones. El ATP lo fabrica la sintasa, en otra zona de la cresta.^{4, 12}

Conceptos clave

ATP: Molécula pequeña que entrega energía a las tareas básicas de la célula.
Electrón: Partícula de los átomos con carga negativa.
Protón: Partícula de los átomos con carga positiva.
Matriz: Espacio interior de la mitocondria, dentro de la membrana interna.
Cresta: Pliegue de la membrana interna, unido al resto por un cuello estrecho.
Sintasa de ATP: Proteína con una parte que gira y otra fija, que fabrica ATP cuando vuelven los protones.

Actividad de repaso

¿Qué hace con los protones el complejo final?

El complejo final saca unos al interior de la cresta y toma otros de la matriz para formar agua.

¿Qué gira en la sintasa de ATP y qué queda fijo?

Giran el anillo de la base y el eje. La cabeza queda fija porque la sujeta un tallo lateral.

¿Por qué se dice que las parejas de sintasas dan forma a las crestas?

Las parejas purificadas doblan una membrana sin otras proteínas, y la levadura que no las forma pierde las crestas en lámina.

Para recordar

Una célula gasta ATP en sus tareas básicas, y la mitocondria fabrica la mayor parte en su membrana interna, plegada en crestas.
Los complejos respiratorios acumulan protones en el interior de las crestas, como agua tras una presa, y al volver por la sintasa esos protones la hacen girar.
La mitocondria conserva ADN y ribosomas propios, pero casi todas sus proteínas dependen de genes del núcleo.

Cómo está hecho este modelo

Cada pieza del modelo se ha contrastado con las fuentes. Aquí constan su valor y lo que se ha simplificado.

Pieza	Valor	Simplificación	Fuente
Red de mitocondrias	Tubos ramificados que se unen y se separan. En levadura, 339-360 nm de diámetro; en músculo de ratón, de menos de 100 a 678 nm y a menudo más de 20 µm de largo	13 tramos con 500 nm de grosor, elección del modelo dentro de la medida de ratón, y quietos. Su número y su forma son esquemáticos; el tamaño de la mitocondria en una célula de mamífero en cultivo no consta	^{1, 2, 3}
Motas del citoplasma	No aplica: es un recurso del dibujo	1.500 motas sin escala en el plano general
Retículo en el plano general	Otra red de membranas que cruza las mitocondrias	Dos tubos de 140 nm de grosor, sin medida en las fuentes y sin ramas	¹⁸
Tramo abierto	Elección del modelo: 1.500 nm de largo y 500 nm de diámetro	Se abre por un plano y se ve solo la mitad de atrás. En cada extremo el tubo queda abierto, sin membrana que lo cierre	²
Membrana externa	Lisa, porosa, con una bicapa de unos 4 nm	Superficie lisa y algo translúcida, sin lípidos. Su grosor solo se ve en el corte	^{1, 4, 5}
Poros (VDAC y TOM)	VDAC: barril de 19 hebras, humano y recombinante. TOM: dímero con dos poros, de Neurospora. El número real no consta	Cilindros huecos de 4,8 nm de diámetro y 6,5 nm de alto, sin medida en estas fuentes. Unos 1.600 en la mitad de atrás, cada 27 nm, cantidad arbitraria. TOM sin su embudo. No se anima lo que los cruza	^{1, 37, 38}
Espacio entre membranas	De 12 ± 2,5 nm a unos 20 nm, discrepancia sin resolver	15 nm en todo el tramo, entre las caras de las dos bicapas	^{1, 4, 5}
Membrana interna de frontera	Paralela a la externa, continua con las crestas, sin dímeros de sintasa, bicapa de unos 4 nm	Superficie lisa, un tono más clara que las crestas para distinguirla; en la mitad de atrás, agujereada por cada cuello	^{1, 4, 5}
Crestas	Láminas continuas con la frontera; lumen de 20 ± 4 nm (lectura deducida) y borde de radio exterior cercano a 17 nm. El número por mitocondria y el tamaño de la lámina no constan	20 láminas en el tramo, sin medida para ese número. Lumen de 22 nm y borde de radio 17 por fuera. Se ve media lámina. Salen alternas de arriba y de abajo, todas perpendiculares al eje, sin grupos girados. Quietas, aunque en células humanas se remodelan en segundos	^{1, 4, 5, 11, 39}
Separación entre crestas	Unos 40 nm en corazón; 50-60 nm resueltos en células humanas	60 nm de centro a centro donde se solapan; junto a la pared de cada lado la distancia es de 120 nm por la alternancia. A 40 nm no cabrían los complejos I enfrentados	^{1, 5, 6}
Hueco para el ADN	La ubicación del nucleoide respecto a las crestas no consta	Dos crestas se acortan a propósito para dejar un hueco en la matriz. Ese hueco es del modelo: con crestas cada 60 nm, 100 nm de nucleoide no caben	^{1, 40}
Crestas retiradas	No aplica: es un recurso del dibujo	En las paradas de la cadena, los dímeros y el giro, las dos crestas vecinas se encogen hacia su pared para dejar ver. No es un movimiento real
Uniones de cresta	Aberturas circulares: unos 25 nm en corazón e hígado, unos 20 nm en células humanas, 35 ± 5 nm en bovino. Cada unos 280 nm en células humanas	Radio de 12 nm, con el cuello algo aplastado y ensanchado al llegar a la frontera. Uno o dos en cada media lámina y situados a mano, no cada 280 nm. Sin el movimiento de acercarse y separarse. No se dibuja la hendidura de levadura	^{1, 4, 6, 39}
MICOS	Hasta 10 Mic60 por unión humana; tetrámero medido en un hongo; forma completa y alcance a la membrana externa desconocidos	Disposición propuesta: ocho bloques en anillo alrededor del cuello, por el lado de la frontera, y cuatro trazos hacia la membrana externa. Número, forma, tamaño y posición son esquemáticos. En los cuellos cortados por el plano se dibujan solo los bloques de atrás	^{1, 6, 7, 41}
Complejo I	Forma de L, brazo de membrana de 20 nm, brazo de matriz de 12 o 15 nm según la fuente. Cuatro protones por NADH	Bultos redondeados, sin subunidades. Brazo de 20 nm y brazo de matriz de unos 13 nm sobre la membrana. No se representa el mecanismo interno de acoplamiento	^{1, 4, 9, 21, 22, 42}
Complejo II	En la membrana interna, sin aportar al gradiente. Las medidas no constan	Una sola copia, discreta, sin medida ni rótulo, a unos 50 nm del supercomplejo del detalle. En el resto del tramo no se dibuja	¹
Complejo III	Dímero de 496 kDa que sobresale 8 nm hacia la matriz. La anchura no consta	Doble lóbulo de anchura inventada. Medido probablemente en bovino: el pasaje no lo aclara	^{1, 21, 43}
Complejo IV	Monómero de 204 kDa que sobresale 4 nm por cada lado. Consume cuatro protones por O2 al formar agua y bombea otros cuatro; el mecanismo sigue sin consenso	Un bloque único. Los protones que bombea salen a la vista, sin número real; los que consume y la formación de agua no se muestran	^{1, 10, 21, 23, 33, 43}
Supercomplejo	I + III2 + IV, unos 28 × 24 nm en el plano y 1,7 MDa; cuatro tipos en cerdo; función sin aclarar. Número por mitocondria desconocido	Se reúnen los tipos en uno. Unos 28 × 24 nm, con los complejos en contacto en lugar de a 2-5 nm. Colocado al azar en las zonas planas de las dos caras, en número arbitrario. Membrana plana, sin la ondulación medida junto a I y III. El del detalle se coloca justo delante del plano de corte para que se vea entero	^{1, 4, 9, 32, 33, 35, 43}
Electrones	De NADH al complejo I, por quinona al III, por citocromo c al IV	Una hilera de flechas continua, sin velocidad real. No se anima el ciclo Q. No se afirma que haya canalización: está cuestionada. Entre I y III las flechas van 1 nm por encima de la membrana para que se vean: los electrones viajan en la quinona, dentro de la bicapa	^{1, 9, 35}
Quinona y citocromo c	Quinona en la bicapa, citocromo c en el lumen. Tamaños y número no constan	Una esfera de cada, de 1,9 y 3 nm de diámetro: tamaños inventados. Van y vuelven por un camino fijo en lugar de difundir. La quinona va en la parte alta de la bicapa, no en el centro, para que asome sobre el brazo del complejo I	^{1, 9, 32, 35}
Protones y gradiente	Diferencia de pH de 0,6-0,8 unidades; 0,3 unidades menos ácido junto a la sintasa que junto al complejo IV, en células HeLa. Potencial en torno a 180 mV. Sin tamaño físico útil	Puntos con tamaño inventado y número sin relación con el real. Más densos en el lumen que en la matriz, sin proporción con esas 0,6-0,8 unidades de pH. En la cadena salen de I, III y IV en proporción 2:2:1, la de unos 4, 4 y 2 protones por cada dos electrones (lo de III, deducido)	^{1, 4, 10, 11, 22, 24, 44, 45}
Sintasa de ATP	Unos 19 × 14 × 11 nm; cabeza de unos 10 nm a unos 5 nm sobre la membrana; tallo de 3-4 nm; cerca de 600 kDa y 28 cadenas	Unos 19 nm de alto. Solo las piezas que se nombran, hechas de bultos: faltan la mayoría de las cadenas pequeñas	^{4, 5, 8, 11, 13, 14}
Cabeza: alfa y beta	Tres alfa y tres beta alternas, fijas, con las tres beta en fases distintas	Forma esquemática, con cuatro bultos por subunidad. Las fases de las beta se reducen a que una se abre 0,4 nm cada vez. En la parada del giro desaparecen las tres de delante de una sintasa para ver el eje	^{1, 13, 26}
Tallo lateral y subunidad a	El tallo impide que la cabeza gire con el rotor. La subunidad a lleva hélices inclinadas 30° respecto al plano	Forma esquemática. La posición del tallo en el dímero no consta en lo leído: se pinta por fuera para que se vea. En las filas de atrás, la subunidad a va algo por encima de la membrana, por la misma razón que el anillo	^{1, 13, 14}
Anillo c	Ocho subunidades en bovino, extrapolado a vertebrados; hueco central de 4,2-4,7 nm. Diez en levadura. El diámetro exterior no consta	Ocho horquillas de dos varas lisas, con hueco de unos 4,4 nm y unos 7,7 nm por fuera (deducido), algo más alto que la bicapa. En las filas de atrás solo se dibuja lo que queda sobre la membrana, para que no asome al lumen	^{12, 46}
Eje central	Gira con el anillo dentro de la cabeza fija; radio de cerca de 1 nm, medido en la enzima bacteriana aislada	Un hilo con dos bultos, rígido; su forma es esquemática	^{13, 14, 34}
Giro	Unas 100 vueltas por segundo en síntesis (cifra citada), en sentido horario visto desde la membrana. Tres ATP por vuelta; un protón por subunidad c	Ralentizado unas 1.000 veces: una vuelta cada 10 segundos. El anillo avanza a saltos de 45°, deducidos de ocho subunidades y un protón por cada una, con todos los sitios cargados y un solo punto de entrada y salida: el protón que sale no es el que acaba de entrar, que da antes casi una vuelta. Los dos semicanales se reducen a un camino a cada lado de la subunidad a. Eje y anillo giran rígidos, sin la deformación elástica. Solo giran las sintasas de la cresta del detalle; las demás están quietas. La cámara lo mira muy de lado, desde el lado de la membrana	^{12, 13, 14, 26, 34, 47}
ATP	Tres por vuelta	Tres moléculas exageradas, de tres bolas en fila y unos 3 nm de largo, que salen de la cabeza. Se reparten por tiempo y no están atadas a una vuelta exacta del rotor. Sin ADP ni fosfato entrando	^{12, 26}
Dímero de sintasa	Cabezas a 28 nm y bases a 13 nm; ángulo de unos 70° en hígado de rata, 86° en levadura, unos 80° en corazón bovino y tres hongos, y 55-95° en corazón bovino en otro estudio	80° fijos, valor citado en corazón bovino y tres hongos, sin variar con la curvatura. Separaciones medidas respetadas: cabezas a unos 28 nm y bases a 13 nm. El borde es un arco liso, sin el pliegue que forma la pareja, de modo que cada anillo queda unos 14° inclinado respecto a su membrana	^{4, 5, 11, 25}
Filas de dímeros	Solo en bordes muy curvos, hasta cerca de 1 µm, con unos 12 nm entre dímeros, variable hasta más de 20 nm. Unos 83 dímeros en la fila más larga (deducido). Total por mitocondria desconocido	207 dímeros en todo el tramo, unos 10 por media lámina, porque solo se dibuja el borde libre y media lámina. Paso fijo de 12 nm y filas rígidas. El ángulo se marca con dos rectas y un arco, que no existen	^{4, 5, 11}
Lípidos	Dos capas en la membrana	Bolas solo en un trozo del borde del detalle y solo por la cara de la matriz, sin colas y sin medida de separación. El resto de la membrana es liso y las dos hojas solo se distinguen en el corte	¹
Matriz	Hasta 500 mg/ml de proteína, con ADN, ribosomas y enzimas	2.600 motas sin escala, que no representan su densidad real. Las enzimas no se dibujan	¹
Nucleoide	Elipsoide irregular de unos 100 nm (88 ± 23 nm en ratón), compactado por TFAM, con una copia típica de ADN circular de 16.569 pb, unos 5,6 µm (deducido con 0,34 nm/pb)	Una sola copia de ADN con esa longitud, cerrada, dentro de un elipsoide de 100 × 88 × 80 nm, con un recorrido al azar sin base en una estructura real. TFAM son 260 bolas, número arbitrario. Se dibuja un nucleoide; se citan unos 1.000 por célula, sin especie indicada	^{1, 27, 40, 48}
Ribosoma mitocondrial	Dos subunidades, más proteína que los bacterianos, junto a la membrana interna; 55S en cerdo. El diámetro global no consta	Unos 32 nm, valor sin sustento en estas fuentes, seis copias en sitios elegidos. Tres copias rozan la cresta vecina. Bloques ámbar y verde sin correspondencia con el ARN y la proteína reales. La pequeña se balancea muy poco y la cadena que sale es un hilo corto	^{1, 17, 29, 49, 50}
Alfaproteobacteria	Origen del genoma mitocondrial; su ubicación exacta en el árbol sigue discutida	Una cápsula de unos 94 nm, sin medida y mucho más pequeña que una bacteria real, flotando delante del corte. Es un esquema: no representa una especie ni un linaje	^{15, 16, 36}
Fisión: retículo y estrechamiento	Divisiones en cruces con el retículo: 87% en levadura, 94% en células COS-7. Constricción en levadura de 138-146 nm de diámetro	Un anillo de retículo de 44 nm de grosor, sin medida, sobre una rama de 340 nm de grosor. Al llegar la cámara, el cuello ya mide unos 155 nm y baja a 140 antes de que se monte el anillo. No se dibuja la membrana interna en esta rama	¹⁸
Fisión: anillo de dinámina	Dnm1 en tubos de lípido in vitro: hélice de 129 nm por fuera y 89 nm de luz, que con GTP baja a 68 ± 22 nm; 96 subunidades por vuelta según el ajuste de la fuente. DRP1 humana: anillo de unos 16 nm interiores	Medidas de especies y ensayos distintos reunidas en una sola secuencia, que no se ha observado así. 96 bolas en dos filas, sin hélice, que se aprietan y se solapan hasta 28 nm de luz antes del corte. El corte final y su duración son esquemáticos; dinamina-2 no se dibuja	^{18, 19, 20}
Fusión: mitofusinas	Actúan en las dos mitocondrias; hélice antiparalela de 9,5 nm que las sujeta	20 varillas por la mitad de atrás, número arbitrario. Mucho más gruesas que la real y tan largas como pide la distancia entre puntas, 16 nm o más. La rama es de 300 nm de grosor, sin medida para este paso. Velocidad inventada: la real no consta	^{31, 51}
Fusión: OPA1 y Mgm1	Remodelan la membrana interna; sin Mgm1 solo se fusiona la externa. En tubos in vitro de unos 18-140 nm	60 bolas exageradas en el espacio entre membranas, sin formar el filamento. Se representa en dos pasos: primero las externas y después las internas	^{30, 51}

Referencias

Kühlbrandt (2015). Structure and function of mitochondrial membrane protein complexes. BMC Biology. doi:10.1186/s12915-015-0201-x
Glancy et al. (2015). Mitochondrial reticulum for cellular energy distribution in muscle. Nature. doi:10.1038/nature14614
Egner et al. (2002). Fast 100-nm resolution three-dimensional microscope reveals structural plasticity of mitochondria in live yeast. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.052545099 (leído por el resumen)
Davies et al. (2011). Macromolecular organization of ATP synthase and complex I in whole mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1103621108
Blum et al. (2019). Dimers of mitochondrial ATP synthase induce membrane curvature and self-assemble into rows. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1816556116
Stephan et al. (2020). MICOS assembly controls mitochondrial inner membrane remodeling and crista junction redistribution to mediate cristae formation. EMBO Journal. doi:10.15252/embj.2019104105
Bock-Bierbaum et al. (2022). Structural insights into crista junction formation by the Mic60-Mic19 complex. Science Advances. doi:10.1126/sciadv.abo4946
Rabl et al. (2009). Formation of cristae and crista junctions in mitochondria depends on antagonism between Fcj1 and Su e/g. J Cell Biol. doi:10.1083/jcb.200811099
Althoff et al. (2011). Arrangement of electron transport chain components in bovine mitochondrial supercomplex I1III2IV1. EMBO Journal. doi:10.1038/emboj.2011.324
Wikström et al. (2018). Oxygen Activation and Energy Conservation by Cytochrome c Oxidase. Chemical Reviews. doi:10.1021/acs.chemrev.7b00664
Strauss et al. (2008). Dimer ribbons of ATP synthase shape the inner mitochondrial membrane. EMBO Journal. doi:10.1038/emboj.2008.35
Watt et al. (2010). Bioenergetic cost of making an adenosine triphosphate molecule in animal mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1011099107
Spikes et al. (2020). Structure of the dimeric ATP synthase from bovine mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.2013998117
Zhou et al. (2015). Structure and conformational states of the bovine mitochondrial ATP synthase by cryo-EM. eLife. doi:10.7554/eLife.10180
Gray (2012). Mitochondrial evolution. Cold Spring Harb Perspect Biol. doi:10.1101/cshperspect.a011403
Martijn et al. (2018). Deep mitochondrial origin outside the sampled alphaproteobacteria. Nature. doi:10.1038/s41586-018-0059-5 (leído por el resumen)
Amunts et al. (2015). The structure of the human mitochondrial ribosome. Science. doi:10.1126/science.aaa1193
Friedman et al. (2011). ER tubules mark sites of mitochondrial division. Science. doi:10.1126/science.1207385
Kalia et al. (2018). Structural basis of mitochondrial receptor binding and constriction by DRP1. Nature. doi:10.1038/s41586-018-0211-2
Mears et al. (2011). Conformational changes in Dnm1 support a contractile mechanism for mitochondrial fission. Nat Struct Mol Biol. doi:10.1038/nsmb.1949
Davies et al. (2018). Conserved in situ arrangement of complex I and III2 in mitochondrial respiratory chain supercomplexes of mammals, yeast, and plants. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1720702115
Sazanov (2023). From the 'black box' to 'domino effect' mechanism: what have we learned from the structures of respiratory complex I. Biochemical Journal. doi:10.1042/BCJ20210285
Rousseau et al. (2024). Structural and functional mechanisms of cytochrome c oxidase. J Inorg Biochem. doi:10.1016/j.jinorgbio.2024.112730
Rieger et al. (2014). Lateral pH gradient between OXPHOS complex IV and F(0)F(1) ATP-synthase in folded mitochondrial membranes. Nature Communications. doi:10.1038/ncomms4103 (leído por el resumen)
Davies et al. (2012). Structure of the yeast F1Fo-ATP synthase dimer and its role in shaping the mitochondrial cristae. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1204593109 (leído por el resumen)
Abrahams et al. (1994). Structure at 2.8 A resolution of F1-ATPase from bovine heart mitochondria. Nature. doi:10.1038/370621a0 (leído por el resumen)
Kukat et al. (2015). Cross-strand binding of TFAM to a single mtDNA molecule forms the mitochondrial nucleoid. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1512131112
Rath et al. (2021). MitoCarta3.0: an updated mitochondrial proteome now with sub-organelle localization and pathway annotations. Nucleic Acids Research. doi:10.1093/nar/gkaa1011 (leído por el resumen)
Englmeier et al. (2017). Structure of the Human Mitochondrial Ribosome Studied In Situ by Cryoelectron Tomography. Structure. doi:10.1016/j.str.2017.07.011 (leído por el resumen)
Faelber et al. (2019). Structure and assembly of the mitochondrial membrane remodelling GTPase Mgm1. Nature. doi:10.1038/s41586-019-1372-3
Koshiba et al. (2004). Structural basis of mitochondrial tethering by mitofusin complexes. Science. doi:10.1126/science.1099793 (leído por el resumen)
Waltz et al. (2025). In-cell architecture of the mitochondrial respiratory chain. Science. doi:10.1126/science.ads8738 (leído por el resumen)
Zheng et al. (2024). High-resolution in situ structures of mammalian respiratory supercomplexes. Nature. doi:10.1038/s41586-024-07488-9
Noji et al. (1997). Direct observation of the rotation of F1-ATPase. Nature. doi:10.1038/386299a0 (leído por el resumen)
Milenkovic et al. (2017). The Enigma of the Respiratory Chain Supercomplex. Cell Metabolism. doi:10.1016/j.cmet.2017.03.009 (leído por el resumen)
Roger et al. (2017). The Origin and Diversification of Mitochondria. Current Biology. doi:10.1016/j.cub.2017.09.015 (leído por el resumen)
Hiller et al. (2008). Solution structure of the integral human membrane protein VDAC-1 in detergent micelles. Science. doi:10.1126/science.1161302 (leído por el resumen)
Bausewein et al. (2017). Cryo-EM Structure of the TOM Core Complex from Neurospora crassa. Cell. doi:10.1016/j.cell.2017.07.012 (leído por el resumen)
Kondadi et al. (2020). Cristae undergo continuous cycles of membrane remodelling in a MICOS-dependent manner. EMBO Reports. doi:10.15252/embr.201949776
Kukat et al. (2011). Super-resolution microscopy reveals that mammalian mitochondrial nucleoids have a uniform size and frequently contain a single copy of mtDNA. Proc Natl Acad Sci U S A. doi:10.1073/pnas.1109263108 (leído por el resumen)
Harner et al. (2011). The mitochondrial contact site complex, a determinant of mitochondrial architecture. EMBO Journal. doi:10.1038/emboj.2011.379 (leído por el resumen)
Zhu et al. (2016). Structure of mammalian respiratory complex I. Nature. doi:10.1038/nature19095 (leído por el resumen)
Gu et al. (2016). The architecture of the mammalian respirasome. Nature. doi:10.1038/nature19359 (leído por el resumen)
Wolf et al. (2019). Individual cristae within the same mitochondrion display different membrane potentials and are functionally independent. EMBO Journal. doi:10.15252/embj.2018101056
Brzezinski et al. (2021). Structure and Mechanism of Respiratory III-IV Supercomplexes in Bioenergetic Membranes. Chemical Reviews. doi:10.1021/acs.chemrev.1c00140
Stock et al. (1999). Molecular architecture of the rotary motor in ATP synthase. Science. doi:10.1126/science.286.5445.1700 (leído por el resumen)
Yasuda et al. (2001). Resolution of distinct rotational substeps by submillisecond kinetic analysis of F1-ATPase. Nature. doi:10.1038/35073513 (leído por el resumen)
Anderson et al. (1981). Sequence and organization of the human mitochondrial genome. Nature. doi:10.1038/290457a0 (leído por el resumen)
Greber et al. (2015). The complete structure of the 55S mammalian mitochondrial ribosome. Science. doi:10.1126/science.aaa3872 (leído por el resumen)
Pfeffer et al. (2015). Organization of the mitochondrial translation machinery studied in situ by cryoelectron tomography. Nature Communications. doi:10.1038/ncomms7019 (leído por el resumen)
Tábara et al. (2024). Molecular mechanisms of mitochondrial dynamics. Nat Rev Mol Cell Biol. doi:10.1038/s41580-024-00785-1 (leído por el resumen)

La red

Las dos membranas

Crestas y cuellos

La cadena respiratoria

Parejas en el borde

El giro

ADN, ribosomas y origen

Cortar y unir

De vuelta al tramo