Membrana mitocondrial interna

La membrana mitocondrial interna (IMM) es la membrana mitocondrial que separa la matriz mitocondrial del espacio intermembrana.

Estructura

La estructura de la membrana mitocondrial interna está ampliamente plegada y compartimentada. Las numerosas invaginaciones de la membrana se denominan crestas y están separadas por uniones de crestas de la membrana límite interna yuxtapuesta a la membrana externa. Las crestas aumentan significativamente la superficie total de la membrana en comparación con una membrana interna lisa y, por lo tanto, el espacio de trabajo disponible para la fosforilación oxidativa.

La membrana interior crea dos compartimentos. La región entre la membrana interna y externa, llamada espacio intermembrana, es en gran medida continua con el citosol, mientras que el espacio más secuestrado dentro de la membrana interna se llama matriz.

Cristas

Para las mitocondrias hepáticas típicas, el área de la membrana interna es aproximadamente 5 veces más grande que la membrana externa debido a las crestas. Esta proporción es variable y las mitocondrias de las células que tienen una mayor demanda de ATP, como las células musculares, contienen aún más crestas. Las membranas de las crestas están tachonadas en el lado de la matriz con pequeños complejos proteicos redondos conocidos como partículas F1, el sitio de síntesis de ATP impulsada por el gradiente de protones. Las crestas afectan la función quimiosmótica general de las mitocondrias.

Uniones de crestas

Las crestas y las membranas límite internas están separadas por uniones. El extremo de las crestas está parcialmente cerrado por complejos de proteínas transmembrana que se unen cabeza con cabeza y unen las membranas de las crestas opuestas en forma de cuello de botella. Por ejemplo, la eliminación de la proteína de unión IMMT conduce a una reducción del potencial de la membrana interna y a un crecimiento deficiente y a estructuras de la membrana interna dramáticamente aberrantes que forman pilas concéntricas en lugar de las invaginaciones típicas.

Composición

La membrana interna de las mitocondrias es similar en composición lipídica a la membrana de las bacterias. Este fenómeno puede explicarse mediante la hipótesis endosimbionte del origen de las mitocondrias como procariotas internalizadas por una célula huésped eucariota.

En las mitocondrias del corazón de cerdo, la fosfatidiletanolamina constituye la mayor parte de la membrana mitocondrial interna con un 37,0 % de la composición de fosfolípidos. La fosfatidilcolina constituye aproximadamente el 26,5%, la cardiolipina el 25,4% y el fosfatidilinositol el 4,5%. En S. cerevisiae mitocondrias, la fosfatidilcolina constituye el 38,4% del IMM, la fosfatidiletanolamina constituye el 24,0%, el fosfatidilinositol el 16,2%, la cardiolipina el 16,1%, la fosfatidilserina el 3,8% y el ácido fosfatídico el 1,5%.

En la membrana mitocondrial interna, la proporción de proteínas y lípidos es de 80:20, en contraste con la membrana externa, que es de 50:50.

Permeabilidad

La membrana interna es libremente permeable al oxígeno, al dióxido de carbono y al agua únicamente. Es mucho menos permeable a los iones y moléculas pequeñas que la membrana externa, creando compartimentos al separar la matriz del ambiente citosólico. Esta compartimentación es una característica necesaria para el metabolismo. La membrana mitocondrial interna es a la vez un aislante eléctrico y una barrera química. Existen transportadores de iones sofisticados para permitir que moléculas específicas crucen esta barrera. Hay varios sistemas antipuerto incrustados en la membrana interna, que permiten el intercambio de aniones entre el citosol y la matriz mitocondrial.

Proteínas asociadas a IMM