Tema7 MitocondriaCloroplasto

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Giovana Torres
Kátia Ferreira Marques de Resende
Setor de Biologia Celular - Departamento de Biologia
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA CELULAR - GBI174
TEMA 7 
ORGANELAS CONVERSORAS DE ENERGIA: 
MITOCÔNDRIA E CLOROPLASTO
• Energia livre para o trabalho celular (biossíntese, movimentos,
transporte ativo, etc)
A célula precisa de energia
Luz 
Solar
Elétrons de
alta energia
Gradiente
eletroquímico de 
prótons (H+)
ATP
Estratégia para produção de energia
Acoplamento quimiosmótico
H+
H+
H+ H+ H
+ H+ H+
H+v
H+ H+ H
+ H+
H+
ADP+Pi ATP
Estratégia de produção de energia
Usina hidrelétrica de Itaipu
1) Represamento da água
2) Movimentação da água que
aciona a turbina
3) Na turbina: conversão de
energia mecânica em energia
elétrica
Mitchell (1961)
Nobel de Química 1978
Local de produção de ATP nas células
• Célula procariótica: 
membrana plasmática e 
citoplasma
• Célula
eucariótica
Autotrófica: Cloroplasto e Mitocôndria
Heterotrófica: Mitocôndria
Mitocôndria
• Grande quantidade no citoplasma: 
até 300.000
• Grande plasticidade de forma e 
tamanho
• Capacidade de se dividir
• Possui genoma próprio e 
ribossomos
• Função: respiração celular aeróbica
(ATP a partir de oxidação de 
compostos orgânicos)
• Organização molecular e estrutura
Membrana externa: alta
permeabilidade (porinas)
Espaço intermembranas
Membrana interna: muito seletiva (ppmente íons)
50% de proteína
Componentes da Cadeia Transportadora de 
elétrons e ATP sintase
Invaginações (cristas)
Matriz: Enzimas (ciclo do ácido cítrico, β-oxidação)
DNA (genoma circular)
Ribossomos
Metabólitos e íons
Etapa 2
Ciclo de Krebs (Ciclo ácido cítrico) na matriz mitocondrial:
Produção de H+ e liberação de CO2
Etapa 3
Síntese de ATP por fosforilação oxidativa nas cristas 
mitocondriais com participação da Cadeia Transportadora 
de Elétrons e ATPsintetase com gasto de O2
Etapa 1
Degradação de combustíveis orgânicos:
Açúcar pela glicólise no citosol e Ácidos graxos pela β-
oxidação na matriz mitocondrial
Resumo da respiração aeróbica
10
Crescimento: aumento de 
membranas; duplicação DNA e 
importação de proteínas SegregaçãoFissão
• Biogênese
• Cromoplasto ativo típico de células vegetais e 
facilmente visível em M.O. luz 
• Quantidade: de 20 a 40 por célula
• Forma variada: espiral, estrela e lente 
biconvexa
• Possui genoma próprio e ribossomos
• Função: fotossíntese (glicose a partir de CO2, 
H2O e luz)
Cloroplasto
Estroma: 
Enzima RuBisCO
DNA (genoma circular)
Ribossomos
Amido
Membrana externa: alta
permeabilidade
(porinas)
Espaço intermembranas
Membrana interna: 
mais seletiva
Espaço tilacóide:
FS I e II
ATP sintase
CTE
Granum: 10 
tilacóides
• Organização molecular e estrutura
Fotossíntese
As duas fases da fotossíntese: 
Energia luminosa
“energiza” elétrons da 
clorofila: fotólise da H2O
Movimento na CTE 
(tilacóide)
Gradiente eletroquímico
→ síntese ATP (estroma)
Elétrons + H+ são
agregados ao NADP → 
NADPH
Ciclo de Calvin: ATP 
(energia) e NADPH 
(fonte redutora) usadas
para RuBisCO
incorporar carbono
inorgânico (CO2) em
composto orgânico
Dependente da luz Fixação de C
Ciclo
Calvin
Síntese
sacarose
Citoplasma
Estroma
Lúmen tilacóide
Membrana dupla
cloroplasto
Membrana
tilacóide
RuBisCO
Fixação de C: estroma
Detalhes das duas fases da fotossíntese
Dependente da luz: tilacóide
• Biogênese: diferenciação a partir de um pró-plastídeo que
recebe estímulo luminoso ou a partir de outros plastídeos
maduros (amiloplasto e cromoplasto) 
Origem de mitocôndrias e cloroplastos: evidências
Origem endossimbiótica de 
mitocôndria e cloroplasto (Lynn Margulis, 1981)
Endocitose de procariotos seguida de simbiose
Fotorrespiração
RuBisCO
CO2 O2
Ciclo de Calvin
Baixa relação 
CO2 : O2
Alta relação 
CO2 : O2
Fotorrespiração
Via metabólica que ocorre para minimizar o prejuízo de um desvio 
do processo fotossintético (diminuição de produção de açúcar) e 
que envolve gasto O2 e liberação de CO2
Questões para trazer até o dia da prova
1. Defina e descreva, resumidamente, a fotorrespiração, 
indicando as reações e as organelas envolvidas. 
2. Qual a relação entre fotorrespiração, condições 
ambientais (temperatura e umidade) e a existência do 
grupo de plantas chamado C4?
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