Mitocôndrias: Estrutura e Funções

Prévia do material em texto

SDE0009 – BIOLOGIA CELULAR
Organelas Citoplasmáticas: 
Mitocôndrias e Cloroplastos
Biologia Celular
Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas presentes 
em células eucariontes.
A quantidade de mitocôndrias em uma 
célula varia de acordo com a atividade 
metabólica da célula.
As mitocôndrias podem ter vários 
formatos diferentes, dependendo do 
tipo de célula.
Mitocôndria e sua estrutura
Micrografia eletrônica de duas mitocôndrias de pulmão
Biologia Celular
Estrutura das mitocôndrias
São dotadas de duas membranas, uma 
externa lisa e uma interna cheia de pregas, 
denominadas cristas.
Entre as das membranas existe um pequeno 
espeço, chamado de espaço 
intermembranar.
O seu interior é preenchido por uma
matriz mitocondrial.
Biologia Celular
DNA mitocondrial
As mitocôndrias possuem DNA próprio, 
várias cópias de pequenas moléculas 
circulares que codificam algumas 
proteínas que participam da fosforilação 
oxidativa.
A maior parte das proteínas mitocondriais 
são codificadas por genes que estão 
localizados no núcleo da célula.
DNA (genoma) de uma mitocôndria
Lynn Margulis, fundadora da Teria da Endossimbiose
Biologia Celular
Teoria da endossimbiose
A teoria da endossimbiose consiste em supor 
que mitocôndrias (e cloroplastos), em um 
passado distante, eram bactérias aeróbias que 
foram incorporadas pelas células eucariontes 
anaeróbias. 
As células eucariontes passaram a poder utilizar 
o oxigênio para produção de energia, de forma 
muito mais eficiente, e forneceram proteção 
com relação ao meio externo às “células 
invasoras”.
Biologia Celular
Teoria da endossimbiose
Algumas evidências suportam a teoria da endossimbiose, como por 
exemplo:
• A presença de DNA próprio;
• O DNA é circular como nas bactérias e segue o mesmo código 
genético;
• Os ribossomos mitocondriais se assemelham aos ribossomos 
bacterianos;
• A membrana interna da mitocôndria se assemelha à membrana 
das bactérias; 
• A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por fissão, da 
mesma forma que as bactérias se multiplicam.
Biologia Celular
Funções das mitocôndrias
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da 
energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais.
O processo de produção de energia com participação das mitocôndrias
se chama Respiração Celular Aeróbia.
Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina 
tri fosfato), que é utilizada como fonte direta de energia pela célula.
ATP ADP + Pi + Energia
Biologia Celular
Importância do ATP
O ATP, produzido pela respiração celular 
aeróbia, pode ser prontamente quebrado, 
liberando a energia que está armazenada 
em sua molécula, na ligação com o terceiro 
fosfato.
ATP – adenosina trifosfato
ADP – adenosina difosfato
Pi – fosfato inorgânico
Biologia Celular
Produção de ATP
ADP + Pi + Energia ATP
Na respiração celular aeróbia ocorre a 
fosforilação oxidativa do ADP em ATP.
ATP – adenosina trifosfato
ADP – adenosina difosfato
Pi – fosfato inorgânico
A energia utilizada para isso é proveniente 
da quebra dos nutrientes (carboidratos, 
aminoácidos e ácidos graxos).
O esquema mostra as principais fontes de energia e como 
se comportam metabolicamente. 
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
A respiração celular aeróbia é composta 
por um conjunto de reações de oxidação 
e redução, que conta, portanto, com a 
participação do oxigênio. 
A glicose, proveniente dos carboidratos
da alimentação, é a principal fonte de
energia, embora existam outras.
Biologia Celular
Reação geral da respiração celular aeróbica
Quando a glicose é utilizada como fonte de energia, temos a reação geral:
Portanto, é a oxidação da glicose até haver a produção de gás carbônico, 
água e liberação de energia.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 2 H2O + Energia
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
A primeira etapa da respiração celular aeróbica, quando a glicose é utilizada, é sua quebra em 
duas moléculas de ácido pirúvico, denominada glicólise. 
Esta etapa ocorre ainda no citoplasma. 
Reação compacta da glicólise
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
As duas moléculas de ácido pirúvico entram na mitocôndria e dentro dela geram, cada uma, uma 
molécula de Acetil-coenzima A. 
Reação que acontece na matriz da mitocôndria. 
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
As duas moléculas de Acetil-coA 
passam por uma série de reações 
químicas denominadas de 
Ciclo de Krebs.
O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do 
ácido cítrico ou o ciclo do ácido tricarboxílico, é 
uma sequência de reações químicas que 
convertem a glicose, proteínas e gorduras em 
energia para células vivas na forma de 
trifosfato de adenosina ou ATP.
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
No Ciclo de Krebs são liberados elétrons, que são transportados por duas 
moléculas, o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e o FAD (Flavina 
adenina dinucleotídeo).
O NADH e o FADH2 formados vão para a última etapa, denominada 
Fosforilação Oxidativa, quando a maior parte do ATP é produzida.
Os elétrons passam de forma sequencial para as moléculas presentes na 
membrana das cristas mitocondriais, liberando energia.
Biologia Celular
Respiração celular aeróbica
A energia liberada é utilizada pela enzima ATPsintase para produção de moléculas de ATP,
fosforilando o ADP.
Cadeia respiratória: Fluxo de 
elétrons (e ) provenientes do 
NADH e FADH acoplado 
a um bombeamento de H para o 
espaço intermembranar. Prótons 
H retornando para a 
matriz mitocôndia ativando a 
enzima ATPsintate, resónsável 
pela síntese de ATP
-
+
2
+
Biologia Celular
Cloroplastos
Os cloroplastos fazem parte de um grupo de 
organelas chamadas de plastídeos.
Estão presentes em células vegetais e de algas.
São as organelas que conferem coloração verde 
às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de 
clorofila, um pigmento verde.
São responsáveis pelo processo de fotossíntese.
Cloroplasto dentro de uma célulaEstrutura de um cloroplasto
Biologia Celular
Estrutura dos cloroplastos
Biologia Celular
Fotossíntese
O processo de fotossíntese consiste na utilização de energia luminosa para 
fixação do carbono, do gás carbônico da atmosfera, produzindo glicose.
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Biologia Celular
Importância da fotossíntese
A fotossíntese é a fonte de carboidratos (glicose) utilizados por todos os seres vivos 
para produção de energia.
É também por meio da fotossíntese que é produzido o oxigênio que os seres vivos respiram.
A fotossíntese ainda promove a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfera.
Biologia Celular
Cloroplasto e mitocôndria
Colaboração entre cloroplasto e mitocôndria