Diferencia entre cloroplasto y mitocondrias

Diferencia principal - Chloroplast vs mitocondrias

El cloroplasto y la mitocondria son dos orgánulos que se encuentran en la célula. El cloroplasto es un orgánulo unido a la membrana que se encuentra solo en algas y células vegetales. Las mitocondrias se encuentran en hongos, plantas y animales como las células eucariotas. los diferencia principal Entre cloroplasto y mitocondria se encuentran sus funciones; Los cloroplastos son responsables de la producción de azúcares con la ayuda de la luz solar en un proceso llamado fotosíntesis, mientras que las mitocondrias son las centrales eléctricas de la célula que descomponen el azúcar para capturar energía en un proceso llamado respiración celular..

Este artículo analiza,

1. Que es el cloroplasto
      - Estructura y función
2. Que es la mitocondria
      - Estructura y función
3. ¿Cuál es la diferencia entre el cloroplasto y la mitocondria?

Que es el cloroplasto

Los cloroplastos son un tipo de plástidos que se encuentran en las células de algas y plantas. Contienen pigmentos de clorofila para realizar la fotosíntesis. El cloroplasto consiste en su propio ADN. La función principal del cloroplasto es la producción de moléculas orgánicas, glucosa a partir de CO.₂ y H₂O con la ayuda de la luz del sol..

Estructura

Los cloroplastos se identifican como pigmentos de color verde en forma de lente en las plantas. Tienen un diámetro de 3-10 µm y su espesor es de aproximadamente 1-3 µm. Las células vegetales procesan 10-100 cloroplastos por célula. Se pueden encontrar diferentes formas del cloroplasto en las algas. La célula de algas contiene un solo cloroplasto que puede tener forma de red, taza o espiral similar a una cinta. 

Figura 1: Estructura del cloroplasto en plantas.

Se pueden identificar tres sistemas de membrana en un cloroplasto. Son membranas externas de cloroplastos, membranas internas de cloroplastos y tilacoides..

Membrana de cloroplasto exterior

La membrana externa del cloroplasto es semiporosa, lo que permite que las moléculas pequeñas se difundan fácilmente. Pero las proteínas grandes son incapaces de difundir. Por lo tanto, las proteínas requeridas por el cloroplasto son transportadas desde el citoplasma por el complejo TOC en la membrana externa.

Membrana interior de cloroplasto

La membrana interna del cloroplasto mantiene un ambiente constante en el estroma al regular el paso de sustancias. Una vez que las proteínas pasan a través del complejo TOC, se transportan a través del complejo TIC en la membrana interna. Los estromulas son las protuberancias de las membranas de cloroplastos en el citoplasma.

El estroma de cloroplasto es el fluido rodeado por dos membranas del cloroplasto. Los tilacoides, el ADN del cloroplasto, los ribosomas, los gránulos de almidón y muchas proteínas flotan alrededor del estroma. Los ribosomas en los cloroplastos son 70S y responsables de la traducción de proteínas codificadas por el ADN del cloroplasto. El ADN de cloroplasto se denomina ADN de ct o ADNcp. Es un ADN circular único ubicado en el nucleoide en el cloroplasto. El tamaño del ADN del cloroplasto es de alrededor de 120-170 kb, que contiene 4-150 genes y repeticiones invertidas. El ADN del cloroplasto se replica a través de la unidad de doble desplazamiento (D-loop). La mayor parte del ADN del cloroplasto se transfiere al genoma del huésped mediante la transferencia de genes endosimbióticos. Se agrega un péptido de tránsito escindible al extremo N a las proteínas traducidas en el citoplasma como un sistema de direccionamiento para el cloroplasto..  

Thylakoids

El sistema de tilacoides está compuesto de tilacoides, que es una colección de sacos membranosos altamente dinámicos. Thylakoids consisten en clorofila una, Un pigmento azul-verde que es responsable de la reacción de la luz en la fotosíntesis. Además de las clorofilas, dos tipos de pigmentos fotosintéticos pueden estar presentes en las plantas: carotenoides de color amarillo-naranja y ficobilinas de color rojo. Grana son las pilas formadas por la disposición de los tilacoides juntos. Diferentes grana están interconectados por los tilacoides estromales. Cloroplastos de c₄ Las plantas y algunas algas están formadas por cloroplastos que flotan libremente..

Función

Los cloroplastos se pueden encontrar en hojas, cactus y tallos de plantas. Una célula vegetal que consiste en clorofila se conoce como clorenquima. Los cloroplastos pueden cambiar su orientación dependiendo de la disponibilidad de luz solar. Los cloroplastos son capaces de producir glucosa al usar CO₂ y H₂O con la ayuda de la energía luminosa en un proceso llamado fotosíntesis. La fotosíntesis procede a través de dos pasos: reacción a la luz y reacción a la oscuridad..

Reacción a la luz

La reacción a la luz se produce en la membrana tilacoide. Durante la reacción a la luz, el oxígeno se produce mediante la división del agua. La energía luminosa también se almacena en NADPH y ATP por NADP⁺ Reducción y fotofosforilación, respectivamente. Por lo tanto, los dos portadores de energía para la reacción oscura son ATP y NADPH. Un diagrama detallado de la reacción a la luz se muestra en Figura 2.

Figura 2: Reacción a la luz.

Reacción oscura

La reacción oscura también se llama el ciclo de Calvin. Ocurre en el estroma del cloroplasto. El ciclo de Calvin avanza a través de tres fases: fijación de carbono, reducción y regeneración de la ribulosa. El producto final del ciclo de Calvin es gliceraldehído-3-fosfato, que se puede duplicar para formar glucosa o fructosa..

Figura 3: Ciclo de Calvin

 Los cloroplastos también son capaces de producir todos los aminoácidos y bases nitrogenadas de la célula por sí mismos. Esto elimina el requisito de exportarlos desde el citosol. Los cloroplastos también participan en la respuesta inmune de la planta para la defensa contra patógenos..

Que son las mitocondrias

Una mitocondria es un orgánulo unido a la membrana que se encuentra en todas las células eucariotas. La fuente de energía química de la célula, que es el ATP, se genera en las mitocondrias. Las mitocondrias también contienen su propio ADN dentro del orgánulo..

Estructura

Una mitocondria es una estructura similar a un frijol con 0,75 a 3 µm de diámetro. El número de mitocondrias presentes en una célula particular depende del tipo de célula, tejido y organismo. Se pueden identificar cinco componentes distintos en la estructura mitocondrial. La estructura de una mitocondria se muestra en la figura 4..

Figura 4: Mitocondria

Una mitocondria consta de dos membranas: la interna y la externa.

Membrana mitocondrial externa

La membrana mitocondrial externa contiene una gran cantidad de proteínas integrales de membrana llamadas porinas. La translocasa es una proteína de la membrana externa. La secuencia señal N-terminal unida a la translocasa de proteínas grandes permite que la proteína entre en las mitocondrias. La asociación de la membrana externa mitocondrial con el retículo endoplásmico forma una estructura llamada MAM (membrana ER asociada a las mitocondrias). MAM permite el transporte de lípidos entre las mitocondrias y la sala de emergencia a través de la señalización de calcio..

Membrana mitocondrial interna

La membrana mitocondrial interna consta de más de 151 tipos de proteínas diferentes, que funcionan de muchas maneras. Carece de porinas; El tipo de translocasa en la membrana interna se llama complejo TIC. El espacio intermembranario está situado entre las membranas mitocondriales internas y externas..

El espacio encerrado por las dos membranas mitocondriales se llama matriz. El ADN mitocondrial y los ribosomas con numerosas enzimas están suspendidos en la matriz. El ADN mitocondrial es una molécula circular. El tamaño del ADN es de alrededor de 16 kb, codificando 37 genes. Las mitocondrias pueden contener de 2 a 10 copias de su ADN en el orgánulo. La membrana mitocondrial interna forma pliegues en la matriz, que se llaman crestas. Crestas aumentan el área de superficie de la membrana interna..

Función

Las mitocondrias producen energía química en forma de ATP para usar en funciones celulares en el proceso llamado respiración. Las reacciones involucradas en la respiración se denominan colectivamente ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. El ciclo del ácido cítrico se produce en la membrana interna de las mitocondrias. Oxida el piruvato y el NADH producidos en el citosol a partir de la glucosa con la ayuda de oxígeno..

Figura 5: Ciclo del ácido cítrico

NADH y FADH₂ Son los portadores de la energía redox generada en el ciclo del ácido cítrico. NADH y FADH₂ transferir su energía a O₂ Pasando por la cadena de transporte de electrones. Este proceso se llama la fosforilación oxidativa. Los protones liberados de la fosforilación oxidativa son utilizados por la ATP sintasa para producir ATP a partir de ADP. Un diagrama de la cadena de transporte de electrones se muestra en figura 6. Los ATPs producidos pasan a través de la membrana utilizando porinas.. 

Figura 6: Cadena de transporte de electrones.

Funciones de la membrana interna mitocondrial

• Realizando la fosforilación oxidativa.
• Síntesis de ATP
• Sosteniendo las proteínas transportadoras para regular el paso de sustancias.
• Sosteniendo el complejo TIC para el transporte.
• Implicando en la fisión mitocondrial y la fusión.

Otras funciones de las mitocondrias

• Regulación del metabolismo en la célula.
• Síntesis de los esteroides
• Almacenamiento de calcio para la transducción de señales en la célula.
• Regulación del potencial de membrana
• Especies reactivas de oxígeno utilizadas en señalización.
• Síntesis de porfirina en la vía de síntesis del hemo
• Señalización hormonal
• Regulación de la apoptosis.

Diferencia entre cloroplasto y mitocondrias

Tipo de celda

Cloroplasto Los cloroplastos se encuentran en células de plantas y algas..

Mitocondrias: Las mitocondrias se encuentran en todas las células eucariotas aerobias..

Color

Cloroplasto Los cloroplastos son de color verde..

Mitocondrias: Las mitocondrias suelen ser incoloras..

Forma

Cloroplasto Los cloroplastos tienen forma de disco.

Mitocondrias: Las mitocondrias tienen forma de frijol.

Membrana interna

Cloroplasto Pliegues en la membrana interna en forma de estromulas.

Mitocondrias: Pliegues en membrana interna en forma de crestas..

Grana

Cloroplasto: Los tilacoides forman pilas de discos que se llaman grana.

Mitocondrias: Las crestas no forman grana.

Compartimentos

Cloroplasto Se pueden identificar dos compartimentos: tilacoides y estroma..

Mitocondrias: Se pueden encontrar dos compartimentos: las crestas y la matriz..

Pigmentos

Cloroplasto La clorofila y los carotenoides están presentes como pigmentos fotosintéticos en la membrana tilacoide..

Mitocondrias: No se encuentran pigmentos en las mitocondrias..

Conversión de energía

Cloroplasto El cloroplasto almacena energía solar en los enlaces químicos de la glucosa..

Mitocondrias: Las mitocondrias convierten el azúcar en energía química que es ATP..

Materias primas y productos finales

Cloroplasto Los cloroplastos usan CO₂ y H₂O para acumular glucosa.

Mitocondrias: Las mitocondrias descomponen la glucosa en CO₂ y H₂O.

Oxígeno

Cloroplasto Los cloroplastos liberan oxígeno.

Mitocondrias: Las mitocondrias consumen oxigeno..

Procesos

Cloroplasto La fotosíntesis y la fotorrespiración se producen en el cloroplasto..

Mitocondrias: Las mitocondrias son un sitio de cadena de transporte de electrones, fosforilación oxidativa, beta oxidación y fotorrespiración..

Conclusión

Tanto los cloroplastos como las mitocondrias son orgánulos unidos a la membrana que participan en la conversión de energía. El cloroplasto almacena energía luminosa en los enlaces químicos de la glucosa en el proceso llamado como fotosíntesis. Las mitocondrias convierten la energía luminosa almacenada en glucosa en energía química, en forma de ATP que se puede utilizar en los procesos celulares. Este proceso se conoce como respiración celular. Ambos orgánulos utilizan CO₂ y O₂ en sus procesos. Tanto los cloroplastos como las mitocondrias intervienen en la diferenciación celular, la señalización y la muerte celular, aparte de su función principal. Además, controlan el crecimiento celular y el ciclo celular. Ambos orgánulos se consideran originados por endosimbiosis. Contienen su propio ADN. Pero, la principal diferencia entre los cloroplastos y las mitocondrias es su función en la célula..

Referencia:
1. "El cloroplasto". Wikipedia, la enciclopedia libre, 2017. Acceso 02 de febrero de 2017
2. "La mitocondria". Wikipedia, la enciclopedia libre, 2017. Acceso 02 de febrero de 2017

Imagen de cortesía:
1. "Estructura del cloroplasto" Por Kelvinsong - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Thylakoid membrane 3" Por Somepics - Trabajo propio (CC BY-SA 4.0) a través de Commons Wikimedia.
3. ": Calvin-cycle4" Por Mike Jones - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
4. "Estructura de la mitocondria" por Kelvinsong; modificado por Sowlos - Trabajo propio basado en: Mitochondrion mini.svg, CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
5. "Ciclo de ácido cítrico noi" Por Narayanese (conversación) - Versión modificada de Image: Citricacidcycle_ball2.png. (CC BY-SA 3.0) a través de la Wikipedia de Commons.
6. "Cadena de transporte de electrones" Por T-Fork - (Dominio público) a través de Commons Wikimedia