Citoesqueleto e Organelas

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27/03/2018 
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Citoesqueleto 
É uma rede tridimensional de filamentos É uma rede tridimensional de filamentos 
protéicos que se prolongam pelo citoplasma protéicos que se prolongam pelo citoplasma 
de todas as células eucarióticas. de todas as células eucarióticas. 
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É uma estrutura altamente DINÂMICA! É uma estrutura altamente DINÂMICA! 
“CITOMUSCULATURA”“CITOMUSCULATURA” 
FunçõesFunções 
 
Formar uma rede estrutural que define o formato Formar uma rede estrutural que define o formato 
da célula e a organização do citoplasmada célula e a organização do citoplasma 
Responsável pelos Movimentos CelularesResponsável pelos Movimentos Celulares 
–– de toda a célulade toda a célula 
–– transporte interno de organelas e outras transporte interno de organelas e outras 
estruturasestruturas 
Divisão CelularDivisão Celular 
Componentes e sua DistribuiçãoComponentes e sua Distribuição 
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Filamentos de actina ou MicrofilamentosFilamentos de actina ou Microfilamentos 
 
A actina é a principal proteína do citoesqueleto na A actina é a principal proteína do citoesqueleto na 
maioria das células, que quando polimerizada forma maioria das células, que quando polimerizada forma 
filamentos finos e flexíveis.filamentos finos e flexíveis. 
 
AçõesAções 
-- Suporte mecânicoSuporte mecânico 
-- Definição da forma celularDefinição da forma celular 
-- Movimento da superfície da célula e migraçãoMovimento da superfície da célula e migração 
-- Internalização de partículasInternalização de partículas 
-- Divisão celularDivisão celular 
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Formação e alongamento do filamentoFormação e alongamento do filamento 
 
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Formação e alongamento do filamentoFormação e alongamento do filamento 
 
Formação e alongamento do filamentoFormação e alongamento do filamento 
 
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Organização dos MicrofilamentosOrganização dos Microfilamentos 
 
Feixes ParalelosFeixes Paralelos 
–– Ocorrem em projeções da MP (microvilosidades)Ocorrem em projeções da MP (microvilosidades) 
–– Todos os filamentos têm a mesma polaridadeTodos os filamentos têm a mesma polaridade 
–– Proteínas empacotadoras (fimbrina) dão rigidezProteínas empacotadoras (fimbrina) dão rigidez 
Feixes ContráteisFeixes Contráteis 
–– Anéis contráteis que dividem a célula em mitoseAnéis contráteis que dividem a célula em mitose 
–– Proteína empacotadora: Proteína empacotadora: --actininaactinina 
–– Tem estrutura que permite maior espaçamento entre o Tem estrutura que permite maior espaçamento entre o 
feixe (miosina feixe (miosina  contração e transporte)contração e transporte) 
RedesRedes 
–– Região subjacente a MP (sustentação)Região subjacente a MP (sustentação) 
–– Proteína empacotadora: filaminaProteína empacotadora: filamina 
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Rede deRede de 
microfilamentosmicrofilamentos 
 
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Microfilamentos e a Membrana PlasmáticaMicrofilamentos e a Membrana Plasmática 
 
 
ACTINA, MIOSINA E OACTINA, MIOSINA E O 
 MOVIMENTO CELULARMOVIMENTO CELULAR 
 
MiosinaMiosina 
–– proteína motoraproteína motora 
–– converte energia química (ATP) em energia converte energia química (ATP) em energia 
motora motora 
–– responsável por movimento e contração responsável por movimento e contração 
muscularmuscular 
–– tipo I (movimento celular e vesicular)tipo I (movimento celular e vesicular) 
–– tipo II (contração muscular)tipo II (contração muscular) 
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Arranjos de actinaArranjos de actina--miosina miosina 
em células não muscularesem células não musculares 
Arranjos de actinaArranjos de actina--miosina em células miosina em células 
muscularesmusculares 
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DeslizamentoDeslizamento 
celularcelular 
 
movimentos movimentos 
amebóidesamebóides 
invasão de tecidos invasão de tecidos 
pelas células pelas células 
sanguíneassanguíneas 
migração de migração de 
células nos células nos 
processos de processos de 
cicatrizaçãocicatrização 
CitocineseCitocinese 
 
desorganização desorganização 
regulaçãoregulação 
–– calmodulinacalmodulina 
–– cálcio cálcio 
junto com miosina junto com miosina 
quinase ativam a quinase ativam a 
miosinamiosina 
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Filamentos intermediáriosFilamentos intermediários 
 
São filamentos de tamanho intermediário entre os São filamentos de tamanho intermediário entre os 
demais componentes do citoesqueleto, compostos demais componentes do citoesqueleto, compostos 
por uma variedade de proteínas que são expressas por uma variedade de proteínas que são expressas 
em diferentes tipos celulares (50 proteínas em diferentes tipos celulares (50 proteínas -- 6 6 
grupos).grupos). 
 
AÇÕESAÇÕES 
–– sem envolvimento direto com movimento celularsem envolvimento direto com movimento celular 
–– Têm papel estrutural Têm papel estrutural -- forma tridimensionalforma tridimensional 
–– Ancoram o núcleo na sua posiçãoAncoram o núcleo na sua posição 
–– Ligação a MP (desmossomos e hemidesmossomos)Ligação a MP (desmossomos e hemidesmossomos) 
–– Interligação com os outros componentesInterligação com os outros componentes 
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Filamentos intermediários Filamentos intermediários -- ligação a MPligação a MP 
Proteínas dos filamentos intermediários são Proteínas dos filamentos intermediários são 
constantemente modificadas por fosforilação, constantemente modificadas por fosforilação, 
regulando o seu arranjo e organização.regulando o seu arranjo e organização. 
São mais estáveis do que os microtúbulos e São mais estáveis do que os microtúbulos e 
microfilamentos.microfilamentos. 
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MicrotúbulosMicrotúbulos 
 
São estruturas longas de aspecto tubularSão estruturas longas de aspecto tubular 
 
AÇÕESAÇÕES 
–– Define a forma da célulaDefine a forma da célula 
–– Movimentos celulares Movimentos celulares 
organelas e a célula todaorganelas e a célula toda 
–– Divisão celular (separação dos cromossomos)Divisão celular (separação dos cromossomos) 
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Estrutura dos microtúbulos Estrutura dos microtúbulos 
CentrossomoCentrossomo 
–– formado por um par de centríolos orientados formado por um par de centríolos orientados 
perpendicularmente um ao outro e circundados perpendicularmente um ao outro e circundados 
pelo material pericentriolar.pelo material pericentriolar. 
CentríoloCentríolo 
–– um par de 9 microtúbulos com 3 subunidades um par de 9 microtúbulos com 3 subunidades 
cada.cada. 
 Microtúbulos começam no material pericentriolarMicrotúbulos começam no material pericentriolar 
 tubulinatubulina 
–– anel de 10 a 13 moléculas anel de 10 a 13 moléculas -- núcleo de saídanúcleo de saída 
OrganizaçãoOrganização 
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CentrossomoCentrossomo 
CentríoloCentríolo 
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Constituído pela proteínaConstituído pela proteína 
––  e e  tubulinatubulina 
––  tubulina tubulina -- importante no centrossomoimportante no centrossomo 
Rápida Despolimerização (Inst. Dinâmica)Rápida Despolimerização (Inst. Dinâmica) 
–– concentração de GTP ligado a tubulinaconcentração de GTP ligado a tubulina 
–– mitosemitose 
Estrutura e Instabilidade DinâmicaEstrutura e Instabilidade Dinâmica 
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Divisão Divisão 
CelularCelular 
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Proteínas que hidrolisam o ATP para produzir movimentoProteínas que hidrolisam o ATP para produzir movimento 
–– cinesina: vesículas de neurotransmissorcinesina: vesículas de neurotransmissor 
–– dineína: vesículasde endocitosedineína: vesículas de endocitose 
Posicionamento de organelasPosicionamento de organelas 
–– cinesina: lisossomos e dineína: complexo de Golgi.cinesina: lisossomos e dineína: complexo de Golgi. 
Microtúbulos Motores e MovimentoMicrotúbulos Motores e Movimento 
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Compartimentos Celulares 
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Evolução das organelas Evolução das organelas -- relações topológicasrelações topológicas 
Precursores da 1Precursores da 1aa célula eucarióticacélula eucariótica 
–– microorganismos simples (=bactérias)microorganismos simples (=bactérias) 
–– apenas com membrana plasmáticaapenas com membrana plasmática 
–– relação superficie/volume altarelação superficie/volume alta 
Ocorreram 2 formas de evoluçãoOcorreram 2 formas de evolução 
–– originadas de invaginações da MPoriginadas de invaginações da MP 
organelas das vias endocítica e secretoraorganelas das vias endocítica e secretora 
–– engolfadas por células eucarióticas primitivasengolfadas por células eucarióticas primitivas 
mitocôndrias e cloroplastosmitocôndrias e cloroplastos 
Hipótese da Origem evolucionária Hipótese da Origem evolucionária 
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Hipótese da Origem evolucionária Hipótese da Origem evolucionária 
Distribuição de Distribuição de 
Compartimentos Compartimentos 
em Células em Células 
Eucarióticas Eucarióticas 
EspecializadasEspecializadas 
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Table 2. Relative Amounts of Membrane Types in Two Kinds of Eucaryotic Cells.Table 2. Relative Amounts of Membrane Types in Two Kinds of Eucaryotic Cells. 
 
MEMBRANE TYPE PERCENTAGE OF TOTAL CELL MEMBRANE 
 
 Liver Hepatocyte Pancreatic Exocrine Cell 
 
Plasma membrane 2 5 
Rough ER membrane 35 60 
Smooth ER membrane 16 <1 
Golgi apparatus membrane 7 10 
Mitochondria 
Outer membrane 7 4 
Inner membrane 32 17 
Nucleus 
Inner membrane 0.2 0.7 
Secretory vesicle membrane not determined 3 
Lysosome membrane 0.4 not determined 
Peroxisome membrane 0.4 not determined 
Endosome membrane 0.4 not determined 
 
 
Distribuição de Distribuição de 
Proteínas nos Proteínas nos 
Compartimentos Compartimentos 
CelularesCelulares 
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Presença de compartimentos delimitadosPresença de compartimentos delimitados 
–– várias atividades ocorrendo simultaneamentevárias atividades ocorrendo simultaneamente 
–– conjunto único de proteínas em cada conjunto único de proteínas em cada 
compartimentocompartimento 
Todas as células apresentam o mesmo grupo Todas as células apresentam o mesmo grupo 
básico de organelasbásico de organelas 
–– Cada organela apresenta a mesma função básica Cada organela apresenta a mesma função básica 
em todos os tipos celularesem todos os tipos celulares 
–– Variam em abundância e podem ter funções Variam em abundância e podem ter funções 
adicionais em alguns tipos celularesadicionais em alguns tipos celulares 
Posição na célula depende de interações com Posição na célula depende de interações com 
o citoesqueletoo citoesqueleto 
Organelas Organelas 
envolvidas com envolvidas com 
fornecimento fornecimento 
de energia, de energia, 
degradação e degradação e 
síntese síntese 
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RibossomosRibossomos 
PartículasPartículas pequenaspequenas compostascompostas porpor 22 
subunidadessubunidades distintas,distintas, cadacada umauma contendocontendo 
proteínasproteínas característicascaracterísticas ee RNAsRNAs 
ribossomaisribossomais 
 
SãoSão locaislocais dede síntesesíntese protéicaprotéica 
ExistemExistem 22 tipostipos dede ribossomosribossomos 
–– Procariontes,Procariontes, cloroplastoscloroplastos ee mitocôndriasmitocôndrias 
–– EucariontesEucariontes 
Síntese Protéica Síntese Protéica 
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Subunidade Pequena Subunidade Pequena -- 40S40S 
–– Ligação ao mRNA e ao tRNALigação ao mRNA e ao tRNA 
–– 1 rRNA (18S) + 33 proteínas1 rRNA (18S) + 33 proteínas 
 
Subunidade Grande Subunidade Grande -- 60S60S 
–– Catalisa as ligações da cadeia peptídicaCatalisa as ligações da cadeia peptídica 
–– 3 rRNAs (5S, 5,8S e 28S) + 49 3 rRNAs (5S, 5,8S e 28S) + 49 
proteínasproteínas 
ComposiçãoComposição 
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Origem e FormaçãoOrigem e Formação 
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Síntese ProtéicaSíntese Protéica 
IniciaçãoIniciação AlongamentoAlongamento 
TerminaçãoTerminação 
A ligação de vários ribossomos a um mesmo A ligação de vários ribossomos a um mesmo 
mRNA.mRNA. 
Síntese Protéica Síntese Protéica -- 20 a 60 segundos20 a 60 segundos 
Cada ribossomo funciona independenteCada ribossomo funciona independente 
TiposTipos 
–– Livres (núcleo, mitocôndria, cloroplasto)Livres (núcleo, mitocôndria, cloroplasto) 
–– Acoplados ao RER (lisossoma, secreção, Acoplados ao RER (lisossoma, secreção, 
membrana)membrana) 
PoliribossomosPoliribossomos 
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PoliribossomosPoliribossomos 
Retículo EndoplasmáticoRetículo Endoplasmático 
ÉÉ oo maiormaior sistemasistema dede membranasmembranas dada célula,célula, 
constituídoconstituído porpor umum sistemasistema dede túbulostúbulos ee 
vesículasvesículas interligados,interligados, cujacuja luzluz éé 
denominadadenominada cisternacisterna 
 
Dividido de acordo com a presença de ribossomosDividido de acordo com a presença de ribossomos 
–– Retículo Endoplasmático Rugoso ou GranularRetículo Endoplasmático Rugoso ou Granular 
–– Elemento TransicionalElemento Transicional 
–– Retículo Endoplasmático Liso ou AgranularRetículo Endoplasmático Liso ou Agranular 
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FunçõesFunções 
 
PRINCIPAL PRINCIPAL  secreção de proteínassecreção de proteínas 
–– céls. acinosas do pâncreas céls. acinosas do pâncreas -- enzimasenzimas 
–– fibroblastos fibroblastos -- colágenocolágeno 
–– plasmócitos plasmócitos -- imunoglobulinasimunoglobulinas 
Segregar do citosol proteínasSegregar do citosol proteínas 
–– secreção secreção -- lisossomos lisossomos -- MPMP 
Retículo endoplasmático rugosoRetículo endoplasmático rugoso 
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FunçõesFunções 
 
Glicosilação inicial de glicoproteínasGlicosilação inicial de glicoproteínas 
Secreção de proteínas integrais de Secreção de proteínas integrais de 
membranamembrana 
Montagem de moléculas protéicas com Montagem de moléculas protéicas com 
múltiplas cadeiasmúltiplas cadeias 
Participação na síntese de fosfolipídios Participação na síntese de fosfolipídios 
(predomínio do REL)(predomínio do REL) 
Retículo endoplasmático rugosoRetículo endoplasmático rugoso 
Direcionamento das ProteínasDirecionamento das Proteínas 
 
CoCo--traducionaltraducional 
–– simultâneo à traduçãosimultâneo à tradução 
 
PósPós--traducionaltraducional 
–– após o término da traduçãoapós o término da tradução 
 
Retículo endoplasmático rugosoRetículo endoplasmático rugoso 
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Direcionamento Direcionamento 
PósPós--traducionaltraducional 
Direcionamento coDirecionamento co--traducionaltraducional 
vesículas vesículas  A. GolgiA. Golgi 
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FunçõesFunções 
 
Síntese de esteróides, colesterol e Síntese de esteróides, colesterol e 
triglicerídiostriglicerídios 
–– céls. de Leydigcéls. de Leydig 
–– céls. da teca internacéls. da teca interna 
–– adrenaladrenal 
Degradação de material tóxico Degradação de material tóxico 
–– barbitúricos e álcoolbarbitúricos e álcool 
–– conjugação, oxidação e metilaçãoconjugação, oxidação e metilação 
Retículo endoplasmático lisoRetículo endoplasmático liso 
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FunçõesFunções 
 
Regula a contração muscularRegulaa contração muscular 
–– retículo sarcoplasmático (REL retículo sarcoplasmático (REL -- cel. muscular)cel. muscular) 
–– seqüestro de Ca++seqüestro de Ca++ 
Síntese de fosfolipídiosSíntese de fosfolipídios 
–– em conjunto com o RER e o A. de Golgiem conjunto com o RER e o A. de Golgi 
Hidrólise do glicogênioHidrólise do glicogênio 
–– glicoseglicose--66--fosfatasefosfatase 
–– também ocorre no RERtambém ocorre no RER 
Retículo endoplasmático lisoRetículo endoplasmático liso 
SÍNTESE DE SÍNTESE DE 
FOSFOLIPÍDIOSFOSFOLIPÍDIOS 
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Aparelho Aparelho 
de Golgi de Golgi 
Composição Composição -- regiõesregiões 
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Processamento e Distribuição de Processamento e Distribuição de 
ProteínasProteínas 
–– Modificação e síntese da porção glicídica Modificação e síntese da porção glicídica 
das glicoproteínasdas glicoproteínas 
–– grande variedade de oligossacarídios grande variedade de oligossacarídios 
adicionadosadicionados 
Síntese de Lipídios e GlicolipídiosSíntese de Lipídios e Glicolipídios 
–– Síntese de glicolipídios e esfingomielinaSíntese de glicolipídios e esfingomielina 
–– adição de polissacarídios adição de polissacarídios 
FunçõesFunções 
ProcessamentoProcessamento 
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Distribuição e exportação de proteínasDistribuição e exportação de proteínas 
Via Secretora ConstitutivaVia Secretora Constitutiva 
–– incorporação na MPincorporação na MP 
–– secreção contínua e sem controlesecreção contínua e sem controle 
Via de Secreção ReguladaVia de Secreção Regulada 
–– secreção controlada por sinais ext.secreção controlada por sinais ext. 
–– armazenamento na rede transarmazenamento na rede trans 
–– ex: neurotransmissores, hormôniosex: neurotransmissores, hormônios 
–– vesículas de condensaçãovesículas de condensação 
Via LisossomalVia Lisossomal 
–– proteínas marcadas com resíduos de manose 6proteínas marcadas com resíduos de manose 6--fosfatofosfato 
–– fosforilação da manosefosforilação da manose 
Mecanismo de Transporte VesicularMecanismo de Transporte Vesicular 
Especificidade do TransporteEspecificidade do Transporte 
–– empacotamento seletivo da proteínaempacotamento seletivo da proteína 
–– vesícula específica para membranavesícula específica para membrana--alvo alvo 
–– capa de proteínas na face citosólica da capa de proteínas na face citosólica da 
vesículavesícula 
Tipos de RevestimentoTipos de Revestimento 
–– COP I (Coaptamer I) COP I (Coaptamer I) -- união de 7 subunidadesunião de 7 subunidades 
–– COP IICOP II 
–– Clatrina Clatrina -- associada a adaptinaassociada a adaptina 
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Formação da VesículaFormação da Vesícula 
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Fusão da Vesícula com o alvoFusão da Vesícula com o alvo 
Recuperação das Proteínas Recuperação das Proteínas 
residentes do RERresidentes do RER 
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Concepção alternativa Concepção alternativa -- A. golgiA. golgi 
LisossomosLisossomos 
-- envoltosenvoltos porpor 
membranasmembranas 
-- suassuas enzimasenzimas 
sãosão capazescapazes dede 
hidrolisarhidrolisar todostodos 
osos tipostipos dede 
polímerospolímeros 
biológicosbiológicos 
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MitocôndriaMitocôndria 
SãoSão organelasorganelas responsáveisresponsáveis pelapela 
produçãoprodução dada maiormaior parteparte dada energiaenergia 
útilútil derivadaderivada dada degradaçãodegradação dede 
carboidratoscarboidratos ee ácidosácidos graxos,graxos, queque 
sãosão convertidosconvertidos emem ATPATP pelopelo 
processoprocesso dede fosforilaçãofosforilação oxidativaoxidativa 
Organização e FunçãoOrganização e Função 
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DNADNA 
mitocondrialmitocondrial 
–– circularcircular 
–– 13 proteínas13 proteínas 
–– 22 tRNAs22 tRNAs 
–– autoauto--
replicaçãoreplicação 
 
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Estrutura Estrutura -- Microscopia EletrônicaMicroscopia Eletrônica 
Presença de grande número de Presença de grande número de 
subunidades de complexos protéicos subunidades de complexos protéicos 
–– ATP sintetase (ADP + Pi = ATP).ATP sintetase (ADP + Pi = ATP). 
Presença de outros complexos protéicosPresença de outros complexos protéicos 
–– cadeia respiratóriacadeia respiratória 
 
Cada cadeia transportadora de elétronsCada cadeia transportadora de elétrons 
–– Complexo de NADH desidrogenaseComplexo de NADH desidrogenase 
–– Complexo de Citocromo bComplexo de Citocromo b--c1c1 
–– Complexo de Citocromo oxidaseComplexo de Citocromo oxidase 
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Fosforilação OxidativaFosforilação Oxidativa 
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Produção de Calor Produção de Calor 
PeroxissomoPeroxissomo 
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FunçõesFunções 
Degradação de compostos e desintoxicaçãoDegradação de compostos e desintoxicação 
–– ácido úrico, aminoácidos, ácidos graxosácido úrico, aminoácidos, ácidos graxos 
–– rim e fígado: etanol (25% rim e fígado: etanol (25% -- oxidado a oxidado a 
acetoaldeido).acetoaldeido). 
Quebra de moléculas de ácidos graxosQuebra de moléculas de ácidos graxos 
–– ácido graxo ácido graxo -- AcetilCoA AcetilCoA -- citoplasma ( B citoplasma ( B 
oxidação)oxidação) 
Formação dos plasmalógenosFormação dos plasmalógenos 
–– fosfolipídios mais abundantes na mielinafosfolipídios mais abundantes na mielina 
–– anormalidades na mielinização dos nervos anormalidades na mielinização dos nervos 
Utilizam O2 para remover átomos de H Utilizam O2 para remover átomos de H 
associados a substratos orgânicos associados a substratos orgânicos 
específicosespecíficos 
Se reproduzem por divisão, como as Se reproduzem por divisão, como as 
mitocôndriasmitocôndrias 
Circundados por membranas simplesCircundados por membranas simples 
Sem DNA ou ribossomos (proteínas do Sem DNA ou ribossomos (proteínas do 
citosol)citosol) 
Contêm enzimas oxidativasContêm enzimas oxidativas 
–– Catalase (usa o peróxido de hidrogênio)Catalase (usa o peróxido de hidrogênio) 
–– Urato oxidaseUrato oxidase 
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RHRH22 + O+ O22  R + HR + H22OO22 
HH22OO22 + RH+ RH22  R + 2HR + 2H22O O 
2H2H22OO22  2H2H22O + OO + O22 
(outras oxidases(outras oxidases)) 
(catalase)(catalase) 
Qdo. em excesso Qdo. em excesso 
na célulana célula