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Mitocôndrias e Cloroplastos Biologia celular Profa Eliandra Meurer 15:13 Mitocôndrias • Todas as células necessitam de energia para desempenhar suas funções; • Essa energia vem de uma molécula chamada ATP; • Quem produz as moléculas do ATP são as mitocôndrias por meio de reações químicas, à partir da quebra nos alimentos. 15:13 Características gerais • Mitocôndrias estão presentes em todos os tipos celulares; • São organelas cilíndricas; • Estão localizadas nas regiões da célula onde a demanda de energia é maior; • Tem mobilidade pelo citoplasma; • Possuem duas membranas – uma externa e uma interna que delimitam o espaço intermembranoso e a matriz mitocondrial. Mitocôndria Mitocôndria 15:13 • Matriz mitocondrial – possui vária moléculas • Várias cópias de DNA circular; • Treze tipos de RNA mensageiro sintetizados a partir de seu próprio DNA; • Dois tipos de RNA ribossômico; - Vinte e dois tipos de RNA transportadores; - Grânulos; - Enzimas envolvidas nos processos metabólicos da mitocôndria Matriz mitocondrial 15:13 • Membrana interna – bicamada lipídica • Apresenta invaginações chamadas de cristas mitocondriais – aumentar a superfície da membrana; • Nela estão situadas as moléculas que compõem a cadeia respiratória; • Diversos canais iônicos e proteínas que permitem o trânsito de moléculas; Membrana interna Membrana externa 15:13 • Membrana externa – bicamada lipídica • Permeável a pequenas moléculas do citosol da célula; • Espaço intermembranoso - espaço existente entre a membrana interna e a externa – contém moléculas provenientes do citosol. Membrana externa Membrana interna Espaço intermembranas 15:13 Função • A principal função é gerar ATP – Adenosina Trifosfato, por meio da energia existente nos alimentos; • Outras funções: • Remoção do CA2+ do citosol – retira o CA2+ quando este aumenta em concentrações perigosas na célula; • Síntese de aminoácidos – em algumas células; • Síntese de esteróides – em algumas células. 15:13 Reprodução • As mitocôndrias se duplicam em duas situações: • Para substituir mitocôndrias velhas e que foram degradadas. • Na intérfase, antes de uma divisão celular. • A divisão das mitocôndrias ocorre por fissão binária – a organela aumenta de tamanho e depois se divide em duas. 15:13 • Para se dividir, a mitocôndria precisa de novos lipídios para a membrana – estes são sintetizados no REL; • A maioria das proteínas utilizadas pelas mitocôndrias vem do citosol e algumas poucas são produzidas pela própria mitocôndria; • Com aminoácidos vindos do citosol, a mitocôndria sintetiza 13 proteínas envolvidas principalmente na cadeia respiratória 15:13 •O DNA mitocondrial é diferente do DNA nuclear • É circular e não esta compactado com proteínas histonas; • Possui somente uma origem de replicação; • É pequeno e possui somente 37 genes; • Praticamente todo o DNA pode ser transcrito – não apresenta íntrons; • O rRNA produzido é diferente daquele produzido pelo DNA nuclear; • Apresentam quatro códons que formam aminoácido diferentes aos que formam o DNA nuclear; • As duas cadeias são transcritas em RNA • As moléculas de RNA transcritas do DNA são processadas enquanto ainda estão sendo sintetizadas. 15:13 DNA mitocondrial 15:13 Origem das mitocôndrias •Provavelmente as mitocôndrias se originaram de bactérias aeróbicas – teoria da endossimbiose • Se reproduzem por fissão binária; • Assemelham-se em suas formas e medidas 15:13 Cloroplastos 15:13 Os cloroplastos • Os plastídios são organelas especiais das células vegetais • O mais importante deles são os cloroplastos; • Os cloroplastos captam a energia proveniente da luz e transformam em energia química – fotossíntese; • Possuem pigmentos (clorofila, carotenóides) que tem potencial para capturar a energia luminosa e fazer a fotossíntese; • Pela fotossíntese produzem oxigênio e a maior parte da energia consumida pelos organismos vivos; 15:13 Características gerais • Localizados nas folhas de plantas e nas algas; • São esféricos, ovóides ou dicóides; • O número de cloroplastos se mantém relativamente constantes: • Algas geralmente possuem apenas um único grande cloroplasto; • Nas plantas superiores existe entre 20 a 40 cloroplastos por célula 15:13 Estrutura – envoltório, estroma e tilacóides • Envoltório • O envoltório apresenta duas membranas – uma externa e uma interna • Faz intercâmbio de moléculas do citosol; • Membrana externa permite a entrada de moléculas por meio de póros; • Membrana interna contém grande seletividade – apresenta conjuntos proteicos específicos para o transporte de moléculas em ambos os sentidos 15:13 Estrutura – envoltório, estroma e tilacóides • Estroma •A parte interna do cloroplasto; • Composto principalmente por proteínas • Representa a maior parte do cloroplasto; • É nele que estão imersos os tilacóides; • Contém DNA e RNA que participam da síntese de algumas proteínas do cloroplasto; •Ocorre a fixação do CO2, síntese de ácidos graxos e proteínas Estroma TilacóidesGranos 15:13 Estrutura – envoltório, estroma e tilacóides •Tilacóides • Sistema de vesículas achatadas e sobrepostas umas as outras; • Um conjunto de tilacóides formam o grana; • Contém clorofila e outros pigmentos • É nos granum que é capturada a energia solar para a realização da fotossíntese Estroma TilacóidesGranos 15:13 Função: realizar a fotossíntese • Fotossíntese • Fase clara – dependente de luz • Transferência da energia solar para elétrons da clorofila que são ativados – aumentam o seu conteúdo energético; • Transferência destes elétrons para a cadeia transportadora de elétrons; • Ocorre a liberação gradual da energia destes elétrons utilizada para a produção de ATP; • Ocorre a oxidação da água (transformação do NADP em NADPH ) e a liberação de O2. • Fase escura – não dependente de luz • As moléculas de energia formadas (ATP e NADPH) são utilizadas para a síntese de carboidratos com a utilização de CO2 da atmosfera. 15:13 •Produtos do cloroplasto •Os principais produtos produzidos pelos cloroplastos são: • Carboidratos: sacarose (frutose + glicose) • Ácidos graxos; • Lipídios – clorofila e carotenóides; • Aminoácidos; • Proteínas; 15:13 DNA cloroplastídico •O DNA do cloroplasto ainda não foi totalmente sequenciado; •Mas já se sabe que: • DNA maior do que as mitocôndrias; • Maior quantidade de genes; • Genes para a síntese de lipídeos (ausente nas mitocôndrias); • Genes para síntese de proteínas e lipídios que serão utilizadas no próprio cloroplasto. 15:13 Origem dos cloroplastos • Provavelmente cloroplastos se originaram de bactérias fotossintetizantes primitivas– teoria da endossimbiose • Células primitivas que apresentaram cloroplastos deram origem aos vegetais existentes hoje 15:13
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