El espacio intermembrana (IMS) es el espacio que ocurre entre o involucra dos o más membranas. [1] En biología celular, se describe más comúnmente como la región entre la membrana interna y la membrana externa de una mitocondria o un cloroplasto . También se refiere al espacio entre las membranas nucleares interna y externa de la envoltura nuclear , pero a menudo se denomina espacio perinuclear. [2]El IMS de las mitocondrias juega un papel crucial en la coordinación de una variedad de actividades celulares, como la regulación de la respiración y las funciones metabólicas. A diferencia del IMS de las mitocondrias, el IMS del cloroplasto no parece tener ninguna función obvia.
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Espacio intermembrana de las mitocondrias
Las mitocondrias están rodeadas por dos membranas; las membranas mitocondriales internas y externas. Estas dos membranas permiten la formación de dos compartimentos acuosos, que son el espacio intermembrana (IMS) y la matriz. [3] Las proteínas de canal llamadas porinas en la membrana externa permiten la difusión libre de iones y proteínas pequeñas de aproximadamente 5000 daltons o menos en el IMS. Esto hace que el IMS sea químicamente equivalente al citosol con respecto a las pequeñas moléculas que contiene. Por el contrario, se requieren proteínas de transporte específicas para transportar iones y otras moléculas pequeñas a través de la membrana mitocondrial interna hacia la matriz debido a su impermeabilidad. [4] El IMS también contiene muchas enzimas que utilizan el ATP que sale de la matriz para fosforilar otros nucleótidos y proteínas que inician la apoptosis. [5]
Translocación
La mayoría de las proteínas destinadas a la matriz mitocondrial se sintetizan como precursoras en el citosol y son importadas a la mitocondria por la translocasa de la membrana externa ( TOM ) y la translocasa de la membrana interna ( TIM ). [4] [6] El IMS está involucrado en la translocación de proteínas mitocondriales. Las proteínas precursoras llamadas pequeñas chaperonas TIM que son complejos hexámeros se encuentran en el IMS y se unen a proteínas precursoras hidrófobas y entregan los precursores al TIM. [7]
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Fosforilación oxidativa
El piruvato generado por la glucólisis y los ácidos grasos producidos por la descomposición de las grasas ingresan al IMS mitocondrial a través de las porinas en la membrana mitocondrial externa. [8] Luego se transportan a través de la membrana mitocondrial interna hacia la matriz y se convierten en acetil CoA para ingresar al ciclo del ácido cítrico . [8] [9]
La cadena respiratoria en la membrana mitocondrial interna lleva a cabo la fosforilación oxidativa. Tres complejos enzimáticos son responsables del transporte de electrones: complejo NADH-ubiquinona oxidorreductasa ( complejo I ), complejo ubiquinona- citocromo c oxidorreductasa ( complejo III ) y citocromo c oxidasa ( complejo IV ). [10] Los protones son bombeados desde la matriz mitocondrial al IMS por estos complejos respiratorios. Como resultado, se genera un gradiente electroquímico, que se combina con las fuerzas debidas a un gradiente de H + (gradiente de pH) y un gradiente de voltaje (potencial de membrana). El pH en el IMS es aproximadamente 0,7 unidades más bajo que el de la matriz y el potencial de membrana del lado del IMS se carga más positivamente que el del lado de la matriz. Este gradiente electroquímico del IMS a la matriz se utiliza para impulsar la síntesis de ATP en las mitocondrias. [5]
Apoptosis
La liberación del citocromo c del IMS al citosol activa las procaspasas y desencadena una cascada de caspasas que conduce a la apoptosis . [4]
Espacio intermembrana de cloroplastos
El espacio intermembrana (IMS) del cloroplasto es extremadamente pequeño, de 10 a 20 nm de espesor. A diferencia del IMS de las mitocondrias, el IMS del cloroplasto no parece tener ninguna función obvia. La translocasa de la membrana externa ( TOC ) y la translocasa de la membrana interna ( TIC ) ayudan principalmente a la translocación de las proteínas precursoras del cloroplasto. [11] Se ha propuesto la participación de la chaperona en el IMS, pero aún no se sabe con certeza. La Hsp70 eucariota , que es la proteína de choque térmico de 70 kDa, típicamente localizada en el citoplasma, también se encuentra en el IMS de los cloroplastos. La hipótesis resultante establece que la co-localización de Hsp70 es importante para la translocación eficiente de precursores de proteínas hacia y a través del IMS de los cloroplastos. [12]
Espacio intermembrana de envolturas nucleares
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La envoltura nuclear está compuesta por dos membranas de bicapa lipídica que son penetradas por poros nucleares y separadas por un pequeño espacio intermembrana, que a menudo se denomina espacio perinuclear. [13] El espacio perinuclear suele tener entre 20 y 40 nm de ancho. [14] Se estudió la translocación perinuclear de ciertas proteínas y enzimas y los resultados mostraron que el espacio perinuclear era importante para la integridad del genoma y la regulación de genes. [15]
Referencias
- ^ "Definición de INTERMEMBRANE" . www.merriam-webster.com . Consultado el 9 de abril de 2019 .
- ^ "Sobre nuclear" , Wikipedia , 24 de marzo de 2019 , consultado el 1 de abril de 2019.
- ^ Cooper GM (2000). "Mitocondrias" . La célula: un enfoque molecular (2ª ed.).
- ^ a b c Biología celular esencial . Alberts, Bruce., Bray, Dennis., Hopkin, Karen., Johnson, Alexander D., Lewis, Julian. Pub Garland. 2014. ISBN 9780815345251. OCLC 881664767 .CS1 maint: otros ( enlace )
- ^ a b Manganas P, MacPherson L, Tokatlidis K (enero de 2017). "Biogénesis de proteínas oxidativas y regulación redox en el espacio intermembrana mitocondrial" . Investigación de células y tejidos . 367 (1): 43–57. doi : 10.1007 / s00441-016-2488-5 . PMC 5203823 . PMID 27632163 .
- ^ Pfanner N, Meijer M (febrero de 1997). "La máquina de Tom y Tim". Biología actual . 7 (2): R100-3. doi : 10.1016 / S0960-9822 (06) 00048-0 . PMID 9081657 .
- ^ Wiedemann N, Pfanner N (junio de 2017). "Mecanismos mitocondriales para la importación y ensamblaje de proteínas" . Revisión anual de bioquímica . 86 (1): 685–714. doi : 10.1146 / annurev-biochem-060815-014352 . PMID 28301740 .
- ^ a b Chaudhry R, Varacallo M (2019). "Bioquímica, glucólisis" . StatPearls . Publicación de StatPearls. PMID 29493928 . Consultado el 9 de abril de 2019 .
- ^ "Bioquímica estructural / ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico) - Wikilibros, libros abiertos para un mundo abierto" . en.wikibooks.org . Consultado el 9 de abril de 2019 .
- ^ Sousa JS, D'Imprima E, Vonck J (2018). "Complejos de la cadena respiratoria mitocondrial". Bioquímica subcelular. 87 : 167–227. doi : 10.1007 / 978-981-10-7757-9_7 . ISBN 978-981-10-7756-2. PMID 29464561 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Jarvis P, Soll J (diciembre de 2001). "Importación de proteínas Toc, Tic y cloroplasto". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1541 (1–2): 64–79. doi : 10.1016 / S0167-4889 (01) 00147-1 . PMID 11750663 .
- ^ Bionda T, Gross LE, Becker T, Papasotiriou DG, Leisegang MS, Karas M, Schleiff E (marzo de 2016). "Chaperonas eucariotas de Hsp70 en el espacio intermembrana de los cloroplastos". Planta . 243 (3): 733–47. doi : 10.1007 / s00425-015-2440-z . PMID 26669598 .
- ^ Walter, Peter; Roberts, Keith; Raff, Martin; Lewis, Julian; Johnson, Alexander; Alberts, Bruce (2002). "El transporte de moléculas entre el núcleo y el citosol" . Biología molecular de la célula. 4ª Edición .
- ^ "Espacio perinuclear - Diccionario de biología-en línea | Diccionario de biología-en línea" . www.biology-online.org . Consultado el 2 de abril de 2019 .
- ^ Shaiken TE, Opekun AR (mayo de 2014). "Disección de la célula a núcleo, perinúcleo y citosol" . Informes científicos . 4 : 4923. Código Bibliográfico : 2014NatSR ... 4E4923S . doi : 10.1038 / srep04923 . PMC 4017230 . PMID 24815916 .