Mitocôndrias e geração de energia

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Estudo dirigido Citologia para Biomedicina – Mitocôndrias e geração de energia Redigido pelo 
monitor Bernardo Gabiatti 
 
Mitocôndrias e geração de energia 
Material utilizado “Biologia Molecular da Célula”- Alberts 
 
1. Qual a principal moeda corrente de energia química das células? 
2. Qual a organela que produz a maior parte do ATP celular? Por meio de quais outros 
processos o ATP pode ser produzido na célula? 
3. Discuta a frase “o número de mitocôndrias é proporcional a atividade celular”. 
4. Filmagens em células vivas demonstram que as mitocôndrias são capazes de mover-
se e mudar de forma constantemente. Com qual componente do citoesqueleto ocorre 
essa associação? 
5. Mesmo demonstrando alta mobilidade, pode ocorrer um acúmulo de mitocôndrias em 
certas regiões de determinadas células. Em quais regiões das células abaixo seria 
possível encontrar um predomínio fisiológico de mitocôndrias? E por quê? 
a) em um espermatozóide; 
b) em um uma célula muscular cardíaca; 
c) em uma célula do epitélio pseudoestratificado da traquéia; 
d) em um neurônio; 
e) em um enterócito. 
6. Conclua as respostas da questão acima e inclua um exemplo. 
7. Na microscopia eletrônica de varredura (MEV) de uma célula em cultivo, observou-se 
uma mitocôndria. Quais estruturas podem ser apontadas? 
8. Por meio de qual metodologia estudam-se os componentes bioquímicos das duas 
membranas e do espaço intermembrana mitocondrial? 
9. Discuta a frase “o espaço intermembrana é quimicamente equivalente ao citosol em 
respeito a pequenas moléculas”. 
10. Discuta a frase “as mitocôndrias são capazes de sintetizar as suas próprias proteínas”. 
11. Em situações fisiológicas, em qual(is) estrutura(s) da mitocôndria (matriz, membrana 
interna, espaço intermembrana e/ou matriz externa) encontra(m)-se: 
a) ATP-sintase; 
b) tRNAs mitocondriais; 
c) porinas; 
d) ribossomos mitocondriais; 
e) enzimas da cadeia transportadora de elétrons; 
f) citocromo c; 
g) mtDNA; 
h) proteínas transportadoras específicas; 
i) piruvato; 
j) acetil-CoA; 
k) ácidos graxos. 
12. Em hepatócitos, um terço das membranas da célula são da membrana interna 
mitocondrial. Qual a vantagem da membrana interna da mitocôndria ser 
convolucionada em cristas? 
13. Indique aonde ocorre e quais são os produtos das seguintes reações: 
a) glicólise; 
b) ciclo do ácido cítrico (ciclo de “Krebs”); 
c) “cadeia” (sistema) transportadora de elétrons. 
14. Em qual desses processos é consumido o O2? E o CO2? 
15. O que é o FAD, FADH2, NAD e NAD+? Aonde são produzidos, consumidos e qual seu 
papel na “cadeia” transportadora de elétrons? 
16. Discuta a frase “As células obtém a maior parte da sua energia a partir de um 
mecanismo baseado em membranas”. 
Estudo dirigido Citologia para Biomedicina – Mitocôndrias e geração de energia Redigido pelo 
monitor Bernardo Gabiatti 
 
17. Sabe-se que a concentração de prótons (H+) é inversamente proporcional ao pH. 
Fisiologicamente, espera-se que haja maior pH no espaço intermembrana ou na matriz 
mitocondrial? E por quê? 
18. A elucidação da estrutura da ATP-sintase rendeu um prêmio Nobel em 1997. Explique 
a estrutura da ATP-sintase. Porque podemos dizer que sua atividade é “reversível”? O 
que determina sua “direção” de funcionamento? 
19. Um cultivo de células foi tratado com dinitrofenol (DNP) que permeabiliza a membrana 
interna da mitocôndria a prótons (H+). Após medir os níveis de ATP celulares, o que se 
pode concluir? 
20. Em um experimento de respirometria de alta resolução, é possível medir a tensão de 
oxigênio em um sistema isolado. Células em cultivo foram colocadas no respirômetro e 
administrou-se cianeto de potássio (KCN), um bloqueador do transporte de elétrons na 
membrana mitocondrial interna. Como se espera que a concentração (tensão) de 
oxigênio se comporte em resposta a administração de KCN? 
21. Compare o mecanismo de funcionamento da ATP-sintase e de um flagelo bacteriano. 
22. Após entender a geração de ATP via cadeia transportadora de elétrons, explique os 
termos: 
a) fosforilação oxidativa 
b) gradiente eletroquímico; 
c) acoplamento quimiosmótico; 
d) respiração celular.