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Mitocôndrias: Transformação de Energia Celular

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Mitocôndrias:
transformação de energia pelas células
Profª. Angélica Pataro Reis
Citologia
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 Forma: esféricas, alongadas
 Quantidade de mitocôndrias: depende do tipo celular
Mitocôndrias: 
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 Localização intracelular: dispersas pelo citoplasma ou próximo a locais com grande consumo de energia										
Ultraestrutura das mitocôndrias
Músculo cardíaco
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 Membrana externa: altamente permeável a diversas moléculas de baixo peso molecular, devido à presença das porinas
 Espaço intermembranas: espaço observado entre as duas membranas
 Membrana interna: impermeável à maioria dos íons e moléculas pequenas – propriedade crucial para a manutenção do gradiente de prótons. Apresenta dobras (cristas) que se estendem para o interior (ou matriz) da organela 
 Matriz mitocondrial: 
- DNA, RNA, enzimas, ribossomos, etc.
Ultraestrutura das mitocôndrias
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Genôma mitocondrial 
 Dependência nuclear
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Biogênese das mitocôndrias
 Herança materna 
- As mitocôndrias dos espermatozóides normalmente não penetram no óvulo durante a fecundação. 
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Biogênese das mitocôndrias
 Origem endossimbiótica das mitocôndrias – evidências 
DNA, RNA e ribossomos
Membrana dupla
- Auto-replicação
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Para que as células necessitam de energia?
 Multiplicação
 Movimentação
 Síntese de biomoléculas
 Condução de impulso
 Secreção
Transformação de energia
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De onde vem a energia necessária para as atividades celulares?
compostos orgânicos  carboidratos, lipídeos e proteínas
polissacarídeos  monossacarídeos
triglicérides  ácidos graxos + glicerol
proteínas  aminoácidos
CO2 + H2O
ENERGIA
Transformação de energia
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Como a energia contida nos compostos orgânicos é utilizada pela célula?
 ATP  adenosina trifosfato  MOEDA ENERGÉTICA DA CÉLULA
contração muscular, síntese de biomoléculas, secreção de hormônios, divisão celular
ADP + Pi 
Transformação de energia
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ATP – moeda energética da célula
Liberação de energia com o rompimento das ligacões 
Transformação de energia
Energia útil (realizar trabalho)
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Como a energia é “mantida” nas células?
 ATP  energia para uso imediato  não estocável
 Carboidratos (glicogênio) e lipídeos (triglicérides)  forma de armazenamento  mobilização complexa
Transformação de energia
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Quais as principais fontes energéticas?
 Carboidratos 
- Energia para as funções elementares
- As reservas de glicogênio são suficientes para suprir as necessidades energéticas (ATP) do indivíduo por 18/24 horas
 Lipídeos
- Situações de alta demanda energética  atividades físicas de longa duração
- As reservas de lipídeos são suficientes par suprir as necessidades energéticas do indivíduo de 1 a 3 meses
 Proteínas
- Apenas em situações extremas (jejum prolongado) ou condições patológicas
Transformação de energia
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Estágio I – digestão
 estômago e intestino
 enzimas digestivas
 quebras das biomoléculas em unidades menores
Estágio II
 citoplasma
 quebras das unidades menores em piruvato ou acetil CoA
 pouca produção de energia
Estágio III – fosforilação oxidativa
 mitocôndria
 oxidação completa de acetil CoA a H2O e CO2
 produção de grande quantidade de energia.
Catabolismo dos nutrientes
Transformação de energia
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Catabolismo dos nutrientes – Respiração celular
Glicólise: (só carboidratos)
 transformação de uma molécula de glicose (6C) em duas moléculas de piruvato (3C)
 ocorre no citosol 
 pequena parte da energia contida na glicose é utilizada para produzir ATP
 não depende da participação do O2 (anaeróbica)
 vantagem: processo rápido e não depende do suprimento de O2,
 desvantagem: produz pouco ATP (2 moles de ATP para cada mol de glicose)
glicose
piruvato
GLICÓLISE
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Transformação de energia
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Fosforilação oxidativa (carboidratos, lipídeos e proteínas)
 oxidação completa de piruvato a CO2 e H2O,
 ocorre na mitocôndria, 
 o restante da energia contida na glicose é utilizada para transformar ADP e Pi em ATP
 depende da participação do O2 (aeróbica),
 vantagem: produz grande quantidade de ATP
 desvantagem: processo lento e depende de um suprimento adequado de O2.
 ocorre em três etapas:
1 – formação de acetil CoA (matriz)
2 – ciclo do ácido cítrico (matriz)
3 - cadeia de transporte de elétrons (cristas)
MMI
MME
cristas
matriz
Transformação de energia
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Catabolismo dos nutrientes – respiração celular
Fosforilação oxidativa 
1 – formação de acetil coenzima A (acetil CoA)
piruvato  acetil CoA + CO2 + NADH
enzima : complexo piruvato desidrogenase
Transformação de energia
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2 – ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs)
 retirada de elétrons da acetil CoA que serão utilizados na próxima etapa para a síntese do ATP,
 os elétrons são transferidos para moléculas que têm como função carrear os elétrons para a cadeia de transporte de elétrons:
	NAD+ + elétrons  NADH
	FAD + elétrons  FADH2
 apenas uma pequena parte da energia contida nas biomoléculas (carboidratos, lipídeos e proteínas) é utilizada para a produção de ATP nesta etapa.
 
Transformação de energia
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3 – cadeia de transporte de elétrons
 os elétrons transportados por NADH e FADH2 (retirados da acetil CoA no CAC) são transferidos para proteínas localizadas na crista mitocondrial (enzimas e citocromos),
 o fluxo de elétrons pelas proteínas que formam a cadeia de transporte de elétrons fornece energia para a síntese de ATP,
 grande quantidade de ATP é produzido neste processo
Transformação de energia
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