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Organelas envoltas por membrana Parte 2 Mitocôndrias e cloroplastos 1 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 2 • 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 4 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 5 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 6 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 7 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 8 Membrana mitocondrial externa Membrana mitocondrial interna 9 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 11 Ácidos graxos e moléculas de carboidratos Produtos Bomba de H+ Gradiente de H+ 12 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 13 • 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 14 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 15 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 16 • 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 17 Membrana mitocondrial interna ESPAÇO INTERMEMBRANAS Membrana mitocondrial interna Complexo NADH desidrogenase Complexo citocromo b-c1 Complexo citocromo oxidase 18 Membrana mitocondrial externa Membrana mitocondrial interna 19 • ATP Sintase – Complexo proteico de síntese do ATP – A energia armazenada no gradiente eletroquímico é utilizada pra produção de ATP Membrana mitocondrial interna 20 CLOROPLASTOS Organelas exclusivas das células vegetais e de organismos fotossintetizantes 21 • 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 22 • Plastídeos – Fotossíntese – Armazenamento de energia – ATP e NADPH – Síntese: • Bases nitrogenadas dos nucleotídeos – Purinas e pirimidinas – Aminoácidos – Ácidos graxos Cloroplastos 23 • 3 membranas disintas – externa – interna – do tilacóide • Espaços: – Intermembranas – Estroma – Do tilacóide 24 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 25 • Membrana do tilacóide – Sistemas captadores de luz – Cadeias transportadoras de elétrons – ATP sintase • Estroma – Ribossomos – RNA e DNA 26 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 27 Cloroplastos Clorofila é um pigmento verde que absorve energia de fótons de luz 28 Cloroplastos 29 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 31 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
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