Aula 09 Organelas Citoplasmáticas Mitocôndrias e Cloroplastos

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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR 
 Organelas Citoplasmáticas: 
 Mitocôndrias e Cloroplastos 
Aula 09: 
Célula Eucarionte 
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Biologia Celular 
Organelas citoplasmáticas 
• São pequenos compartimentos 
localizados no citoplasma, onde ocorrem 
determinadas reações químicas celulares; 
• Características das células eucariontes; 
• Algumas, como os ribossomos, não são 
compartimentos membranosos. 
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Mitocôndrias 
As mitocôndrias são organelas presentes 
em quase todos os tipos de células 
eucariontes. 
A quantidade de mitocôndrias em uma 
célula varia de acordo com a atividade 
metabólica da célula. 
 
As mitocôndrias podem ter vários 
formatos diferentes, dependendo do 
tipo de célula. 
 
Mitocôndria e sua estrutura 
Micrografia eletrônica de duas mitocôndrias de pulmão 
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Estrutura das mitocôndrias 
São dotadas de duas membranas, uma 
externa lisa e uma interna cheia de pregas, 
denominadas cristas. 
 
Entre as das membranas existe um pequeno 
espeço, chamado de espaço 
intermembranar. 
 
O seu interior é preenchido por uma 
matriz mitocondrial. 
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Funções das mitocôndrias 
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da 
energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais. 
 
O processo de produção de energia com participação das mitocôndrias 
se chama Respiração Celular Aeróbia. 
 
Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina 
tri fosfato), que é utilizada como fonte direta de energia pela célula. 
 ATP ADP + Pi + Energia 
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Importância do ATP 
O ATP, produzido pela respiração celular 
aeróbia, pode ser prontamente quebrado, 
liberando a energia que está armazenada 
em sua molécula, na ligação com o terceiro 
fosfato. 
ATP – adenosina trifosfato 
ADP – adenosina difosfato 
Pi – fosfato inorgânico 
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Produção de ATP 
 ADP + Pi + Energia ATP 
Na respiração celular aeróbia ocorre a 
fosforilação oxidativa do ADP em ATP. 
ATP – adenosina trifosfato 
ADP – adenosina difosfato 
Pi – fosfato inorgânico 
A energia utilizada para isso é proveniente 
da quebra dos nutrientes (carboidratos, 
aminoácidos e ácidos graxos). 
O esquema mostra as principais fontes de energia e como 
se comportam metabolicamente. 
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Respiração celular aeróbica 
A respiração celular aeróbia é composta 
por um conjunto de reações de oxidação 
e redução, que conta, portanto, com a 
participação do oxigênio. 
 
A glicose, proveniente dos carboidratos 
da alimentação, é a principal fonte de 
energia, embora existam outras. 
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Reação geral da respiração celular aeróbica 
Quando a glicose é utilizada como fonte de energia, temos a reação geral: 
 
 
 
 
 
Portanto, é a oxidação da glicose até haver a produção de gás carbônico, 
água e liberação de energia. 
 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 2 H2O + Energia 
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Respiração celular aeróbica 
A primeira etapa da respiração celular aeróbica, quando a glicose é utilizada, é sua quebra em 
duas moléculas de ácido pirúvico, denominada glicólise. 
Esta etapa ocorre ainda no citoplasma. 
Reação compacta da glicólise 
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Respiração celular aeróbica 
As duas moléculas de ácido pirúvico entram na mitocôndria e dentro dela geram, cada uma, uma 
molécula de Acetil-coenzima A. 
Reação que acontece na matriz da mitocôndria. 
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Respiração celular aeróbica 
As duas moléculas de Acetil-coA 
passam por uma série de reações 
químicas denominadas de 
Ciclo de Krebs. 
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Respiração celular aeróbica 
No Ciclo de Krebs são liberados elétrons, que são transportados por duas 
moléculas, o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e o FAD (Flavina 
adenina dinucleotídeo). 
 
O NADH e o FADH2 formados vão para a última etapa, denominada 
Fosforilação Oxidativa, quando a maior parte do ATP é produzida. 
 
Os elétrons passam de forma sequencial para as moléculas presentes na 
membrana das cristas mitocondriais, liberando energia. 
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Respiração celular aeróbica 
A energia liberada é utilizada pela enzima ATPsintase para produção de moléculas de ATP, 
fosforilando o ADP. 
Cadeia respiratória: Fluxo de 
elétrons (e ) provenientes do 
NADH e FADH acoplado 
a um bombeamento de H para o 
espaço intermembranar. Prótons 
H retornando para a 
matriz mitocôndia ativando a 
enzima ATPsintate, resónsável 
pela síntese de ATP 
- 
+ 
2 
+ 
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DNA mitocondrial 
As mitocôndrias possuem DNA próprio, 
várias cópias de pequenas moléculas 
circulares que codificam algumas 
proteínas que participam da fosforilação 
oxidativa. 
 
A maior parte das proteínas mitocondriais 
são codificadas por genes que estão 
localizados no núcleo da célula. 
DNA (genoma) de uma mitocôndria 
Lynn Margulis, fundadora da Teria da Endossimbiose 
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Teoria da endossimbiose 
A teoria da endossimbiose consiste em supor 
que mitocôndrias (e cloroplastos), em um 
passado distante, eram bactérias aeróbias que 
foram incorporadas pelas células eucariontes 
anaeróbias. 
As células eucariontes passaram a poder utilizar 
o oxigênio para produção de energia, de forma 
muito mais eficiente, e forneceram proteção 
com relação ao meio externo às “células 
invasoras”. 
Lynn Margulis, fundadora da Teria da Endossimbiose 
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Teoria da endossimbiose 
A teoria da endossimbiose consiste em supor 
que mitocôndrias (e cloroplastos), em um 
passado distante, eram bactérias aeróbias que 
foram incorporadas pelas células eucariontes 
anaeróbias. 
As células eucariontes passaram a poder utilizar 
o oxigênio para produção de energia, de forma 
muito mais eficiente, e forneceram proteção 
com relação ao meio externo às “células 
invasoras”. 
Clique aqui para assistir 
a Teoria da Endossimbiose. 
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Teoria da endossimbiose 
Algumas evidências suportam a teoria da endossimbiose, como por 
exemplo: 
 
• A presença de DNA próprio; 
• O DNA é circular como nas bactérias e segue o mesmo código 
genético; 
• Os ribossomos mitocondriais se assemelham aos ribossomos 
bacterianos; 
• A membrana interna da mitocôndria se assemelha à membrana 
das bactérias; 
• A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por fissão, da 
mesma forma que as bactérias se multiplicam. 
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Cloroplastos 
Os cloroplastos fazem parte de um grupo de 
organelas chamadas de plastídeos. 
Estão presentes em células vegetais e de algas. 
São as organelas que conferem coloração verde 
às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de 
clorofila, um pigmento verde. 
São responsáveis pelo processo de fotossíntese. 
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Estrutura dos cloroplastos 
São dotados de duas membranas, que formam o envelope do 
cloroplasto. Entre as duas membranas há um espaço 
intermembranas. 
 
No seu interior existem os tilacoides, que são como sacos 
achatados e empilhados, formando o grana. 
 
Nos tilacoides ocorre uma importante etapa da fotossíntese, a 
captação da energia luminosa. 
Cloroplasto dentro de uma célula Estrutura de um cloroplasto 
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Estrutura dos cloroplastos 
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Fotossíntese 
O processo de fotossíntese consiste na utilização de energia luminosa para 
fixação do carbono, do gás carbônico da atmosfera, produzindo glicose. 
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 
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Importância da fotossíntese 
A fotossíntese é a fonte de carboidratos (glicose) utilizados por todos os seres vivos 
para produção de energia. 
 
É também por meio da fotossíntese que é produzido o oxigênio que os seres vivos respiram. 
 
A fotossíntese ainda promove a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfera. 
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Cloroplasto e mitocôndria 
Colaboração entre cloroplasto e mitocôndria 
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Cloroplasto e mitocôndria 
Colaboração entre cloroplasto e mitocôndria 
Clique aqui para assistir a 
Experiência da Fotossíntese 
em Elodea. 
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Exercício 
1) (Fuvest-SP) As mitocôndrias são consideradas as “casas de força” 
 das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias: 
 
a) Estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão de alimentos. 
b) Produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de 
 moléculas orgânicas. 
c) Consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de 
 amido a partir de glicose. 
d) Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese 
 de ATP. 
e) Produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido 
 ou de glicogênio. 
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Exercício 
2) (Fuvest-SP) Em artigo publicado no suplemento mais!, do jornal Folha de São Paulo, de 6 de agosto 
 de 2000, José Reis relata que pesquisadores canadenses demonstraram que a alga unicelular 
 Cryptomonas resulta da fusão de dois organismos, um dos quais englobou o outro ao longo da 
 evolução. Isso não é novidade no mundo vivo. Como relata José Reis:[...] É hoje corrente em 
 Biologia, após haver sido muito contestada inicialmente, a noção de que certas organelas [...] 
 são remanescentes de células que em tempos idos foram ingeridas por célula mais desenvolvida. 
 Dá-se a esta o nome de hospedeira e o de endossimbiontes às organelas que outrora teriam sido 
 livres. 
 São exemplos de endossimbiontes em células animais e em células de plantas, respectivamente: 
 
a) Aparelho de Golgi e centríolos. 
b) Centríolos e vacúolos 
c) Lisossomos e cloroplastos. 
d) Mitocôndrias e vacúolos. 
e) Mitocôndrias e cloroplastos. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO. 
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Ler o capítulo 5 - Componentes 
Citoplasmáticos 
 
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