La mitocondria no solo funciona como proveedora de energía necesaria para el funcionamiento de células y tejidos; tiene además capacidades dinámicas no bioenergéticas que les confieren propiedades claves en los procesos celulares como la fisión y la fusión. La mayoría de las proteínas mitochondriales, incluyendo todas aquellas que participan en la fisión y fusión, son codificadas en el núcleo. Mutaciones en 228 genes nucleares y en 13 mitocondriales producen síndromes monogénicos raros en los que la disfunción mitocondrial juega un papel central en su patogénesis.
Entre estas capacidades están:
- Interacción con el retículo endoplásmico rugoso por medio del flujo de calcio, que pareticipa en la apoptosis y el incremento de la actividad de la pirúvico deshidrogenasa.
- Control de su número, mediado por el receptor coactivador de proliferación de peroxisomas 1 alfa.
- Mitofagia: condiciona la salud celular. Cuando la mitocondria se despolariza se crean vacuolas autofágicas por los lisosomas y se destruye.
- Movilidad: relacionada con la existencia en su composición de kinesina y dineína, esta última relacionada con el transporte y la fisión.
- Sensores de oxígeno: regulan el estado REDOX y controlan actividades enzimáticas, de canales iónicos y factores de transcripción.
Los procesos de fisión y fusión están regulados por activadores e inhibidores interconectados por lípidos como el ácido fosfatídico. La fisión, activada por DRP1 (proteína dinámica relacionada 1), está a su vez activada por MFF (factor de fisión mitocondrial). MEF ( factor elongador mitocondrial y Fis1 (proteína de fisión mitocondrial 1); e inhibida por Mdivi (proteína inhibidora de la división mitocondrial).
Este proceso genera mitocondrias pequeñas con más especies reactivas del oxígeno que aceleran la mitofagia o la proliferación celular.
La fusión está más interconectada a la función mitocondrial y en relación con el RER, también diluye las mutaciones del ADN mitocondrial. Este proceso está regulado por la mitofusina 1 y 2 y por la proteína de la atrofia óptica 1 (OPA1).
Ambos procesos están involucrados en la patogenia de diferentes enfermedades y condiciones genéticas como las enfermedades neurodegenerativas, Diabetes Mellitus, hipertensión pulmonar, cierre del ductus arterioso, entre otras.
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