Mitocôndrias, Lisossomos e Peroxissomos

Prévia do material em texto

Mitocôndrias , Lisossomos e 
Peroxissomos
Prof. Dr. Emerson Fioretto
Mitocôndrias
Organelas semiautônomas com funções que vão muito 
além da simples produção de energia. 
Regulam :
Apoptose (morte celular programada ) 
Metabolismo do cálcio
Membrana Externa
Lisa e permeável
Porinas — proteínas de canal que 
permitem passagem de moléculas de 
até 5.000 Daltons .
Espaço Intermembranoso
Alta concentração de prótons ( H^+). 
Contém o Citocromo c : se liberado ao 
citosol, deflagra a apoptose.
Membrana Interna
Altamente seletiva. 
Forma as cristas mitocondriais para 
maximizar a área de síntese de ATP. 
Abriga os Complexos I, II, III e IV da 
cadeia respiratória.
Matriz Mitocondrial
O ambiente interno rico em enzimas do 
Ciclo de Krebs , ribossomos 70S (tipo 
bacteriano) e o DNA mitocondrial 
circular.
DNA Mitocondrial
Características Únicas
O DNA_mt é circular , sem histonas e com pouquíssimos íntrons — muito semelhante ao DNA 
bacteriano. 
Codifica 13 proteínas essenciais da cadeia respiratória, além de tRNAs e rRNAs necessários 
para a tradução dentro da própria mitocôndria.
Herança Exclusivamente Materna
O DNA mitocondrial é transmitido apenas pela mãe . 
Durante a fertilização, as mitocôndrias do espermatozoide são eliminadas. 
Isso significa que se uma mãe carrega uma mutação mitocondrial, todos os seus filhos — machos e 
fêmeas — a herdarão. 
O pai nunca transmite seu DNA mitocondrial à prole.
A cadeia de transporte de elétrons é uma 
série de complexos proteicos integrados 
na membrana mitocondrial. 
Elétrons capturados de moléculas 
doadoras são transferidos através desses 
complexos. 
Acoplada a essa transferência está a 
bomba de íons de hidrogênio.
Esse bombeamento gera o gradiente 
usado pelo complexo da ATP sintase para 
sintetizar ATP.
A cadeia de transporte de elétrons inclui:
a) NADH Desidrogenase
b) Citocromo b -c₁
c) Citocromo Oxidase
d) ATP Sintase
Existem também transportadores móveis 
nesta cadeia:
e) Ubiquinona
f) Citocromo c
a b c de
f
Outras moléculas que participam neste 
processo são:
g) NADH + Elétrons
h) Íons de Hidrogênio
i) Oxigênio Molecular (O₂)
j) Água (H₂O)
k) ADP 
l) Pi (Fosfato Inorgânico)
m) ATP
g i k lh j m
O processo começa com o NADH. 
Essa molécula liberta os seus elétrons 
para o complexo NADH desidrogenase. 
Juntamente com essa transferência de 
elétrons, íons de hidrogênio são 
bombeados através da membrana, da 
matriz para o espaço intermembranar .
Os elétrons são então transferidos para a ubiquinona , o primeiro transportador móvel.
A ubiquinona move -se através da membrana e transfere os elétrons para o complexo 
citocromo b -c₁. 
Novamente, essa transferência de elétrons está acoplada ao bombeamento de íons de 
hidrogênio através da membrana.
Do complexo citocromo b -c₁, os elétrons são transferidos para o citocromo c, o 
segundo transportador móvel. 
O citocromo c interage com o complexo citocromo oxidase e transfere os elétrons para 
esse complexo final. 
À medida que os elétrons passam pelo complexo citocromo oxidase, íons de 
hidrogênio adicionais são bombeados através da membrana.
O citocromo oxidase transfere os elétrons para o aceitador final de elétrons > o 
oxigênio molecular. 
Este processo precisa de 4 elétrons, íons hidrogênio e oxigênio.
O oxigênio interage com os íons de hidrogênio circundantes na matriz e com os 
elétrons para formar 2 moléculas de água.
Os íons de hidrogênio excedentes são transportados para fora.
Esta série de bombeamento contínuo de íons de hidrogênio através da membrana cria 
o gradiente de íons de hidrogênio. 
O aumento da concentração desses íons no espaço intermembranar impulsiona a 
síntese de ATP.
A ATP Sintase funciona como um verdadeiro motor molecular
Fluxo de retorno dos prótons ( H^+) 
gira a enzima mecanicamente, forçando a ligação de ADP com fosfato inorgânico (Pi) e gerando ATP.
Cada molécula de glicose pode render até 30–32 moléculas de ATP por essa via.
Produção de ATP: Fosforilação Oxidativa
Oxidação
NADH e FADH2 
doam elétrons à 
cadeia
Síntese
H+ retorna pela 
ATP sintase 
gerando ATP
Gradiente
Elétrons 
impulsionam 
bombeamento 
de H+
Lisossomos
Organelas membranosas de origem no Complexo de Golgi . 
Seu interior ácido (pH ≈ 5,0) é mantido por uma bomba de prótons ( H+ -ATPase) que consome ATP para 
concentrar íons H+ no interior da organela. 
Esse ambiente ácido é indispensável para a atividade das enzimas digestivas.
Enzimas e Vias de Digestão Intracelular
Enzimas Hidrolíticas
Os lisossomos abrigam cerca de 40 tipos de
hidrolases ácidas : proteases, nucleases,
glicosidases e lipases .
Todas funcionam de forma otimizada em pH ≈
5,0.
Se ocorrer ruptura do lisossomo, o pH neutro do
citosol inativa essas enzimas, protegendo a
célula de uma autodigestão acidental .
Vias de Digestão
• Fagocitose:
Englobamento de partículas grandes como 
bactérias e restos celulares — fundamental 
para a defesa imunológica.
• Pinocitose :
Captação de fluidos e pequenas moléculas 
dissolvidas do ambiente extracelular.
• Autofagia:
A célula envolve suas próprias organelas 
danificadas em uma membrana dupla, 
formando o autofagossomo , que se funde ao 
lisossomo para digestão.
Autofagia
Reconhecimento Organela danificada (ex: mitocôndria velha) é sinalizada para degradação
Sequestro Uma membrana dupla (fagóforo) envolve a organela, formando o 
autofagossomo
Fusão
O autofagossomo se funde ao lisossomo, expondo o conteúdo às hidrolases 
ácidas
Reciclagem Aminoácidos, lipídeos e nucleotídeos liberados retornam ao citosol para 
reutilização
A autofagia é um processo essencial de controle de qualidade celular. 
Sua falha está associada a doenças neurodegenerativas e envelhecimento celular acelerado em 
diversas espécies.
Peroxissomos
Ação da Catalase
A catalase decompõe o H2O2
gerado pela oxidação:
Uma das enzimas mais rápidas 
conhecidas — protege a célula 
de danos oxidativos graves.
β-Oxidação de Ácidos Graxos
Quebra de ácidos graxos de 
cadeia muito longa (>22 
carbonos), que as 
mitocôndrias sozinhas não 
conseguem processar. 
Os fragmentos são 
transferidos para a 
mitocôndria para geração de 
ATP.
Síntese de Plasmalogênios
Produzem fosfolipídeos 
essenciais chamados 
plasmalogênios, 
fundamentais para a formação 
e integridade da bainha de 
mielina dos neurônios. 
A deficiência desse processo 
tem consequências 
neurológicas graves.
CORRELAÇÃO CLÍNICA Mitocôndria e Choque Séptico
Sepse > toxinas bacterianas e citocinas inflamatórias causam disfunção direta nos complexos da 
cadeia respiratória (I– IV). 
A mitocôndria perde a capacidade de realizar a fosforilação oxidativa mesmo com oxigênio disponível 
— fenômeno chamado de Hipóxia Citotóxica .
1 Queda drástica de ATP
Sem energia
Bombas iônicas falham
2 Edema celular
Entrada de Na⁺ e água sem 
controle causa inchaço e 
ruptura 3 Choque e Morte Tecidual
Falência multiorgânica e 
colapso circulatório sistêmico
Lisossomos e Gangliosidose: 
Doença de Depósito
Defeito Genético
Mutação que gera uma β-
galactosidase defeituosa
— a enzima lisossomal 
responsável por digerir 
gangliosídeos.
Consequência Celular
O gangliosídeo não digerido 
se acumula 
progressivamente dentro dos 
lisossomos, "entupindo" a 
célula e impedindo seu 
funcionamento.
Quadro Clínico
Na Gangliosidose Felina , os neurônios são os mais afetados. 
Sinais: paralisia, tremores e demência progressiva no animal.
CORRELAÇÃO CLÍNICA
Resumo Comparativo: As Três Organelas
Organela Função-Chave Marcador Químico Patologia Associada
Mitocôndria
Produção de ATP, 
apoptose, metabolismo 
de Ca²⁺
Cadeia de Elétrons / 
DNAmt
Choque Séptico / 
Miopatias
Lisossomo Digestão intracelular e 
autofagia
Hidrolases Ácidas 
(pH ≈ 5,0)
Doenças de 
Depósito 
(Gangliosidose)
Peroxissomo Desintoxicação e β-
oxidação
Catalase / H2O2 Síndrome de 
Zellweger
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16Slide 17
	Slide 18
	Slide 19