Microbiologia Transformação e armanezamento de energia

Prévia do material em texto

09/03/2015 
1 
Agronomia / Eng. Florestal 
 Disciplina: Citologia 
Prof. Giuslan Carvalho Pereira 
MITOCÔNDRIA 
Organela celular responsável pela respiração 
celular. 
 
Utiliza-se de oxigênio e glicose e os converte 
em energia - ATP, que devolve para a célula. 
 
A energia produzida é química e é usada em 
reações bioquímicas que gastem energia. 
MITOCÔNDRIA 
A mitocôndria está presente em grande 
quantidade nas células do sistema nervoso 
(na extremidade dos axiomas), do coração, 
por exemplo, pois apresentam maior gasto 
de energia. 
 
O seu número varia entre as células, sendo 
proporcional à atividade metabólica de cada 
uma, indo de quinhentas a mil ou até dez 
mil por célula. 
MITOCÔNDRIA 
Apresenta duas membranas fosfolipídicas, 
uma externa lisa e outra interna que se dobra 
formando vilosidades - cristas mitocondriais. 
 
A região limitada pela membrana interna é 
conhecida como matriz mitocondrial, onde 
existem proteínas, ribossomas e DNA 
mitocondrial, de forma circular. 
 
Estes são necessários no processo de produção 
de ATP, ou seja, necessários para que a 
respiração celular ocorra. 
MITOCÔNDRIA 
 Grego - mito: filamento e chondrion: grânulo 
 
 Estão presentes no citoplasma das células 
eucarióticas 
 
 Geralmente, são estruturas cilíndricas com 
aproximadamente 0,5 µm de diâmetro e vários µm de 
comprimento. 
 
 São organelas notavelmente móveis e plásticas, 
mudando constantemente suas formas e mesmo 
fundindo-se umas com as outras e se separando 
novamente. 
 
 
MITOCÔNDRIA 
 Apresenta: 
 Matriz: contêm uma mistura altamente concentrada de centenas 
de enzimas necessárias à respiração celular, contêm também várias 
cópias do DNA mitocondrial, ribossomos mitocondriais 
essenciais, RNAt, e várias enzimas requeridas para expressão dos 
genes mitocondriais. 
 
 Membrana Interna: altamente especializada e mais fina que se 
dobra formando pregas chamadas cristas que aumentam 
grandemente a sua área superficial total. 
 
 Membrana Externa: altamente permeável que possui proteínas 
formadoras de poros (porinas) que permitem o trânsito livre de 
moléculas 
 
 Espaço Intermembrana: que contém várias enzimas e onde 
acumula prótons transportados da matriz 
09/03/2015 
2 
MITOCÔNDRIA 
 Membrana Interna: contêm proteínas com três tipos de funções: 
 
 1. aquelas que conduzem as reações de oxidação da cadeia respiratória 
 
 2. um complexo enzimático chamado ATPsintetase, que produz ATP na 
matriz 
 
 3. proteínas transportadoras específicas, que regulam a passagem para 
dentro e fora da matriz. 
MITOCÔNDRIA 
Mitocôndria - reprodução 
 Antes que a células se divida, todos os seus 
componentes são duplicados, incluindo as 
mitocôndrias. 
 A reprodução das mitocôndrias ocorre por fissão 
binária, onde acontece um aumento de tamanho 
da organela preexistente para a fissão. 
 Nem todas as mitocôndrias existentes na célula 
sofrem fissão, e para compensar isso, algumas se 
dividem repetidas vezes. 
Mitocôndria - reprodução 
MITOCÔNDRIA - Origem 
 O mecanismo de reprodução por fissão semelhante ao da 
bactéria, 
 a presença de DNA circular – semelhante ao das bactérias, 
 os ribossomos semelhantes ao da bactéria, 
 
 sugerem que as mitocôndrias evoluíram de bactérias 
endocitadas há mais de um bilhão de anos. 
 
 TEORIA DA ENDOSIMBIOSE 
 
 Onde células eucariontes anaeróbicas estabeleceram 
relação simbiótica com bactérias aeróbicas. 
MITOCÔNDRIA - Origem 
 À milhões de anos atrás, formaram-se as primeiras células que 
sobreviviam em poças lamas vulcânicas fervilhantes cheias de enxofre 
que servia para estas células produzirem energia. 
 
 Após a formação dos primeiros oceanos, apareceram as primeiras 
células fotossintéticas. Estas tinham a capacidade de usar a luz solar 
para fabricar energia, com liberação de oxigênio. 
 
 Passados muitos anos, os índices de oxigênio na atmosfera começaram 
a aumentar e os de enxofre a diminuir. 
 
 Nessa altura, os organismos não toleravam nada bem o oxigênio sendo 
tóxico para os mesmos. Portanto, quem tinha melhor capacidade de 
sobrevivência eram os seres que aprenderam a viver com o oxigênio, ou 
porque aprenderam a usá-lo como fonte de energia. 
09/03/2015 
3 
MITOCÔNDRIA - Origem 
 Essas bactérias teriam 
penetrado por fagocitose, 
escapando dos mecanismos 
intracelulares de destruição 
de organismos estranhos. 
 
 Assim, a membrana do 
fagossomo teria tornado a 
membrana externa da 
mitocôndria e a membrana 
da bactéria tornou-se a 
membrana interna. 
MITOCÔNDRIA - Funções 
 Liberação de energia indispensável para o trabalho celular. 
 Usam oxigênio e substâncias orgânicas, como açúcares, 
 são oxidadas e liberam energia. 
 respiração celular. 
 
 A energia liberada é utilizada nas diversas formas de 
trabalho celular: movimento, produção de calor, síntese de 
macromoléculas, transporte ativo etc. 
 Quanto mais ativa for a célula, maior será o número de 
mitocôndrias encontradas nela; a quantidade de cristas 
parece também ser proporcional à atividade celular. Além 
disso, o acúmulo de mitocôndrias numa certa região celular 
indica uma grande atividade no local. 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
 Suprimento de energia é derivado da quebra 
de moléculas orgânicas durante o processo 
de respiração celular. 
 
A energia liberada nesse processo é 
armazenada sob forma de moléculas de 
adenosina-trifosfato (ATP). 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
 1a. etapa: os carboidratos e lipídeos, principalmente a 
glicose e os ácidos graxos, são as principais substâncias 
quebradas para a respiração celular. 
 
 A glicose é quebrada no citosol em um processo chamado 
glicólise, onde se forma duas moléculas de ácido pirúvico, 
liberando uma certa quantidade de energia (quatro 
moléculas de ATP), produz duas moléculas de NADH2 e 
consumindo oxigênio. 
 
 
 C6H12O6 2 C3H4O3 
 Glicose Ác. pirúvico 
 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
 2a. etapa: o ácido pirúvico entra na 
mitocôndria, e é convertido em acetil-
coenzima A, que então é metabolizada pelo 
ciclo do ácido cítrico (ciclo de krebs). 
Nesta etapa, uma quantidade de energia é 
liberada, tendo uma pequena parte utilizada 
para converter três NAD+ em três NADH. 
09/03/2015 
4 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
No ciclo de Krebs, a acetil CoA sofre uma 
série de modificações que acaba produzindo 
ácido oxaloacético, que então recomeça o 
ciclo. Essas reações liberam duas moléculas 
de CO2 e produzem três moléculas de 
NADH e uma molécula de FADH2. 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
 3a. etapa: Depois os elétrons de alta energia 
percorrem a cadeia transportadora de 
elétrons ou cadeia respiratória, que é 
composto por complexos enzimáticos, onde 
os elétrons cedem energia e produzem 36 
mols de ATP por mol de glicose consumida. 
Este processo é chamado fosforilação 
oxidativa, e ocorre na membrana interna da 
mitocôndria. 
RESPIRAÇÃO CELULAR