Aula 6 Mitocondria

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Mitocôndrias e geração 
 de energia 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL 
BIO 111 – BIOLOGIA CELULAR 
 
 
Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al. (2011) 
Cap. 13 pág. 425-439; Cap. 14 pág. 453-466 
 
 
OBJETIVOS 
- Entender a organização estrutural das mitocôndrias; 
 
- Conhecer a origem das mitocôndrias nas células 
eucarióticas; 
 
- Compreender como as células obtêm energia a 
partir dos alimentos; 
 
- Compreender como ocorre a conversão de energia 
no citosol, na membrana mitocondrial interna e na 
matriz mitocondrial 
Esquema de uma mitocôndria 
Ultra estrutura e esquema de uma 
mitocôndria 
Membrana externa: pouco seletiva, 
presença de porinas 
Membrana interna: seletiva, 
presença de cardiolipina, cadeia 
transportadora de elétrons, ATP 
sintase 
Compartimentos e estruturas mitocondriais 
Matriz: presença de enzimas, 
ciclo de Krebs, DNA, RNA, 
ribossomos 
Espaço intermembrana: acúmulo 
de prótons: 
 
 
 
 
 
 
Membrana interna com cardiolipina 
(20% dos fosfolipódeos) 
difosfatidilglicerol 
Dificulta a passagem de íons através da mb 
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No nosso “dia-a-dia” 
A mitocôndria é uma organela dinâmica e 
semi-autônoma 
Processo de divisão de mitocôndrias: 
organela semi-autônoma 
Provável origem das mitocôndrias: 
teoria da endossimbiose 
 ~37 genes: 
 
• 13 genes para proteínas 
 
• 22 genes para RNA 
transportador 
 
• 2 genes para RNA ribossomal 
 (12S e 16S) 
O genoma mitocondrial animal: 
poucos genes 
16.569 pb 
O genoma mitocondrial é de origem materna 
Produção de proteínas mitocondriais 
por dois sistemas genéticos 
Núcleo 
DNA 
genômico RNA 
Citosol 
RNA 
Proteina 
 
Proteina 
importada 
Proteina 
sintetizada na organela 
RNA 
DNA 
mitoc. 
Mitocôndria 
mitocôndria 
Ribossomo 
citoplasmático 
matriz 
Ribossomo mitocondrial 
DNA 
mitocondrial 
Complexo III 
Complexo IV ATP sintase 
mRNA 
núcleo 
DNA nuclear 
mRNA 
mitocôndria 
Ribossomo 
citoplasmático 
matriz 
Ribossomo mitocondrial 
DNA 
mitocondrial 
Complexo III 
Complexo IV ATP sintase 
mRNA 
Produção de proteínas mitocondriais 
por dois sistemas genéticos 
Vermelho: subunidades codificadas pelo DNA mitocondrial 
Azul: subunidades codificadas pelo DNA nuclear 
Matriz 
Espaço 
intermembranas 
Mb mitocondrial 
interna 
Complexo II Citocromo b-c1 Citocromo. oxidase ATP sintase 
 
 
 NAD-desidrogenase 
Produção de proteínas mitocondriais 
por dois sistemas genéticos 
PROCESSOS DE CONVERSÃO DE 
ENERGIA NA MITOCÔNDRIA 
Conversão de energia nas células 
oxidação 
biológica 
ATP 
Glicogênio, amido e gotículas de gordura 
As reservas energéticas 
na célula 
Obtenção de energia a partir dos 
alimentos 
23/05/17 
Conversão de 
energia nas 
células 
Oxidação do açúcar X combustão 
Glicólise e o ciclo de Krebs 
estão no centro do metabolismo 
1- Glicólise: citosol 
 
 
2- Ciclo de Krebs: matriz mitocôndrial 
 
 
3- Cadeia transportadora de elétrons: 
membrana mitocondrial interna 
Etapas da produção de energia 
Glicólise 
Rota aeróbica: descarboxilação do 
piruvato a acetil-CoA 
** Ácidos graxos também são oxidados na matriz mitocondrial 
Ciclo de Krebs 
Cadeia Transportadora de Eletrons 
Prótons são bombeados 
através da membrana 
mitocondrial interna 
Complexos 
enzimáticos 
respiratórios 
Geração do 
gradiente de H+ 
Cadeia Transportadora de Eletrons 
Fosforilação oxidativa 
Acoplamento quimiosmótico: 
síntese de ATP 
Requerimento: membrana, bomba de prótons e ATP sintase 
Criação de um gradiente Fonte de elétrons 
ATP-sintase 
Funcionamento de ATP-sintase 
A fosforilação oxidativa impulsiona a 
síntese da maioria do ATP 
Formação de 
precursores 
Transporte ativo dirigido pelo gradiente 
eletroquímico de prótons 
Rotas anaeróbicas: fermentações 
No músculo, na 
ausência de O2 os 
piruvatos são 
reduzidos a lactatos 
Em leveduras, na 
fermentação, os 
piruvatos são 
reduzidos a etanóis 
Rotas anaeróbicas: fermentações 
Resumo do metabolismo gerador de energia 
das mitocôndrias 
Curiosidades sobre as 
mitocôndrias 
Termogênese: termogenina, proteína da 
membrana interna, produz calor no tecido 
gorduroso marrom. Importante na 
hibernação e para os recém-nascidos. 
Disfunções: 160 doenças relacionadas. Ex: 
diabetes, distrofia muscular, epilepsia, 
fibromialgia, esclerose múltipla, 
Parkinson, autismo, cardiopatias, etc. 
OBRIGADA