aula9 mitocondrias e cloroplastos

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Organelas envoltas por 
membrana 
Parte 2 
Mitocôndrias e cloroplastos 
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Mitocôndrias e cloroplastos 
• Ocorrência 
– Mitocôndrias  Todas as células eucarióticas 
• Conversão de energia a partir de moléculas químicas  Respiração 
celular 
– Plastídeos (Cloroplastos)  Células vegetais e algas 
• Conversão de energia a partir da luz solar  Fotossíntese 
 
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• Presentes no Citoplasma 
– Organelas envoltas por membranas 
– membranas internas  sítio dos processos de transporte 
de elétrons e conversão de energia 
Mitocôndrias e cloroplastos 
cloroplasto mitocôndria 3 
Mitocôndria 
• Membrana externa e 
interna 
– Funções especializadas 
vitais 
– Composição química 
específica 
• Definem 2 
compartimentos 
internos: 
– Matriz mitocondrial 
– Espaço intermembranas 
 
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Mitocôndria 
• Membrana externa 
– Porinas 
•  proteína transportadora  Canais aquosos 
• Moléculas e pequenas proteínas entram no espaço 
intermembrana  Equivalente ao citosol 
• Membrana interna 
– Altamente especializada 
– Circunda matriz mitocondrial 
– Fosfolipídio cardiolipina  impermeável a íons 
– Canais proteícos seletivos 
– Pequenas moléculas requeridas pelas enzimas 
mitocôndriais 
 
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Matriz – espaço com alta 
concentração de enzimas 
necessárias para oxidação do 
piruvato e ácidos graxos e ciclo 
do ácido cítrico 
Membrana interna dobrada em 
cristas que aumentam sua área 
superficial. Contém proteínas que 
conduzem as reações de oxidação 
da CTE e complexo enzimático ATP 
sintase que produz ATP na matriz 
Membrana externa contém 
porinas que tornam a membrana 
permeável a moléculas < 5000Da 
Enzimas do metabolismo dos 
lipidios 
Espaço intermembranas contém 
muitas enzimas que usam o ATP da 
matriz para fosforilar outros 
nucleotídeos 
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Membrana interna e matriz 
• membrana interna 
– seleciona moléculas necessárias às atividades da 
matriz mitocondrial 
– Forma cristas mitocondriais 
•  em grande número em células com maior metabolismo 
energético  ↑ demanda de ATP 
 
• Matriz 
– Metabolismo oxidativo 
– Piruvato 
– Ácidos graxos 
 
– DNA mitocondrial 
Convertidos em acetil Coenzima A  ciclo do 
ácido cítrico 
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Matriz mitocondrial 
• Composição química seletiva 
• conteúdo altamente 
especializado 
 
• Centenas de enzimas: 
• oxidação do piruvato 
• oxidação de ácidos 
• ciclo do ácido cítrico 
 
• Grânulos eletrodensos 
• grumos contendo íons Ca++ e 
Mg++ 
 
• DNA mitocondrial 
 
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Membrana mitocondrial externa 
Membrana mitocondrial interna 
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Metabolismo oxidativo na matriz 
• Energia celular: 
– Suprimento de combustível das células animais: 
• Gorduras  ácidos graxos  tecido adiposo 
• Glicogênio  glicose 
• Degradação de ácidos graxos 
–  Enzimas da matriz mitocondrial 
• Produção Acetil CoA, NADH e FADH 
Molécula de triglicerídio 
utilizada como fonte de energia 10 
Molécula de acetil coezima A 
• Intermediário central 
produzido durante a 
degradação dos 
alimentos na 
mitocôndria 
• Possui uma ligação 
de alta energia que 
libera quando é 
hidrolisada 
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Ácidos graxos e 
moléculas de 
carboidratos 
Produtos 
Bomba 
de H+ 
Gradiente de H+ 
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Ciclo do ácido cítrico na matriz 
• Ciclo de Krebs 
– Ocorre grande parte da 
oxidação dos compostos 
de carbono da célula 
– Reações de 
descarboxilação 
• retirada de carbono 
– Produto final: 
• CO2 ATP e elétrons de alta 
energia (NADH e FADH) 
• Elétrons para cadeia 
respiratória 
• Aceptor final de elétrons 
– O2 produção de H2O 
 
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• Ciclo de krebs 
– Parte do metabolismo 
aeróbico 
– Não usa Oxigênio 
– Produção de NADH e 
FADH – elétrons de alta 
energia 
• Reações finais do 
catabolismo 
– Fosforilação oxidativa 
– Enzimas na membrana 
mitocondrial interna 
– ATP sintase 
Ciclo do ácido cítrico 
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NADH E FADH – doadores de elétrons 
2 elétrons de alta 
energia da oxidação da 
glicose 
Doação de 2 elétrons 
para cadeia 
transportadora de 
elétrons na membrana 
interna 
Isômero instável 
Doação de 
elétrons 
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Alta energia na forma de ligações 
fosfato 
Alta energia na forma de elétrons de alta energia 
Fosforilação oxidativa 
Processos de conversão de energia na 
membrana 
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• Membrana interna – cristas mitocondriais 
– 70% Proteínas e 30% lipídios 
– Cadeia transportadora de elétrons - CTE 
• Processo quimiosmótico em vários passos para 
produção de energia 
• Passagem de Elétrons por carreadores na membrana 
interna 
• Carreadores - complexos enzimáticos 
• Inicia com doação de elétrons pelo NADH 
– ATP SINTASE 
• Complexo proteico que sintetiza ATP 
 
 
Membrana mitocondrial interna 
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Membrana mitocondrial interna 
ESPAÇO 
INTERMEMBRANAS 
Membrana 
mitocondrial 
interna 
Complexo 
NADH 
desidrogenase 
Complexo 
citocromo 
 b-c1 
Complexo 
citocromo 
oxidase 
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Membrana mitocondrial externa 
Membrana mitocondrial interna 
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• ATP Sintase 
– Complexo proteico de síntese do ATP 
– A energia armazenada no gradiente eletroquímico é 
utilizada pra produção de ATP 
Membrana mitocondrial interna 
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CLOROPLASTOS 
Organelas exclusivas das células vegetais e de organismos 
fotossintetizantes 
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• Organismos fotossintetizantes 
– H2O + CO2 + luz  C6H12O6 + O2 
– Açúcar  sacarose 
• Armazenamento  amido 
• Usados na biossíntese 
• Plastídeos 
– Todas as células vegetais 
– Genoma próprio 
– Dupla membrana 
– Leucoplastos 
• Armazenam amido 
– amiloplastos 
Cloroplastos 
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• Plastídeos 
– Fotossíntese 
– Armazenamento de energia 
– ATP e NADPH 
– Síntese: 
• Bases nitrogenadas dos 
nucleotídeos 
– Purinas e pirimidinas 
– Aminoácidos 
– Ácidos graxos 
Cloroplastos 
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• 3 membranas disintas 
– externa 
– interna 
– do tilacóide 
• Espaços: 
– Intermembranas 
– Estroma 
– Do tilacóide 
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Cloroplastos 
• Membrana externa 
– Permeável 
– Espaço intermembrana 
• Membrana interna 
– Menos permeável 
– Proteínas carreadoras 
– Circunda o estroma 
– Enzimas, ribossomos, 
DNA 
• Tilacóides 
– Discos de membrana 
– Membrana tilacóide 
– Espaço tilacóide 
 
Cloroplastos 
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• Membrana do tilacóide 
– Sistemas captadores de luz 
– Cadeias transportadoras de elétrons 
– ATP sintase 
• Estroma 
– Ribossomos 
– RNA e DNA 
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Cloroplastos 
• A fotossíntese ocorre em 2 fases 
– Fase clara  nos tilacóides 
• Reações de transferência de elétrons 
• Produção de ATP e NADH 
– Fase escura  estroma 
• Fixação do CO2 
• Produção de carboidratos 
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Cloroplastos 
Clorofila é um pigmento verde que 
absorve energia de fótons de luz 
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Cloroplastos 
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Na fotossíntese há uma cadeia transportadora de elétrons na membrana no tilacóide. Há um 
complexo de enzimas que fazem bombeamento de H+ que contribui com a geração do 
gradiente eletroquímico de prótons para gerar ATP. 
Tilacóides – fase clara 
30 Ciclo de fixação do carbono forma moléculas orgânicas a partir do CO2 e H2O. 
Estroma – fase escura 
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Nos vegetais os cloroplastos e mitocôndrias são a fonte de energia suprindo as células com 
metabólitos e ATP. O ATP e NADPH produzido no cloroplasto vão para reação de fixação do 
carbono. As carboidratos são armazenados como amido ou exportados para geração de 
energia na mitocôndria 
Organelas geradoras de energia