Aula 6 Organelas Citoplasmáticas Mitocôndrias e Cloroplastos

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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR
Aula 6
Organelas Citoplasmáticas:
Mitocôndrias e Cloroplastos
Profª : Livia Barbosa 
Célula Eucarionte
Biologia Celular
Organelas citoplasmáticas
• São pequenos compartimentos 
localizados no citoplasma, onde ocorrem 
determinadas reações químicas celulares;
• Características das células eucariontes;
• Algumas, como os ribossomos, não são 
compartimentos membranosos.
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Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas presentes 
em quase todos os tipos de células 
eucariontes.
A quantidade de mitocôndrias em uma
célula varia de acordo com a atividade
metabólica da célula.
As mitocôndrias podem ter vários 
formatos diferentes, dependendo do 
tipo de célula.
Mitocôndria e sua estrutura
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Micrografia eletrônica de duas mitocôndrias de pulmão
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Estrutura das mitocôndrias
São dotadas de duas membranas, uma 
externa lisa e uma interna cheia de pregas, 
denominadas cristas.
Entre as das membranas existe um pequeno 
espeço, chamado de espaço 
intermembranar.
O seu interior é preenchido por uma
matriz mitocondrial.
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Funções das mitocôndrias
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da
energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais.
O processo de produção de energia com participação das mitocôndrias 
se chama Respiração Celular Aeróbia.
Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina 
tri fosfato), que é utilizada como fonte direta de energia pela célula.
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ATP ADP + Pi + Energia
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Importância do ATP
O ATP, produzido pela respiração celular 
aeróbia, pode ser prontamente quebrado, 
liberando a energia que está armazenada 
em sua molécula, na ligação com o terceiro 
fosfato.
ATP – adenosina trifosfato 
ADP – adenosina difosfato 
Pi – fosfato inorgânico
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Produção de ATP
Na respiração celular aeróbia ocorre a 
fosforilação oxidativa do ADP em ATP.
ADP + Pi + Energia ATP
ATP – adenosina trifosfato 
ADP – adenosina difosfato 
Pi – fosfato inorgânico
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A energia utilizada para isso é proveniente 
da quebra dos nutrientes (carboidratos, 
aminoácidos e ácidos graxos).
O esquema mostra as principais fontes de energia e como 
se comportam metabolicamente.
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Respiração celular aeróbica
A respiração celular aeróbia é composta 
por um conjunto de reações de oxidação 
e redução, que conta, portanto, com a 
participação do oxigênio.
A glicose, proveniente dos carboidratos 
da alimentação, é a principal fonte de 
energia, embora existam outras.
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Glicolise ( Hialoplasma) → ciclo de Krebs ( Matriz Mitocondrial)→ fosforilação oxidativa ( Cristas Mitocondriais)
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Reação geral da respiração celular aeróbica
Quando a glicose é utilizada como fonte de energia, temos a reação geral:
Portanto, é a oxidação da glicose até haver a produção de gás carbônico,
água e liberação de energia.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 2 H2O + Energia
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Glicolise ( Hialoplasma) → ciclo de Krebs ( Matriz Mitocondrial)→ fosforilação oxidativa ( Cristas Mitocondriais)
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Respiração celular aeróbica
A primeira etapa da respiração celular aeróbica, quando a glicose é utilizada, é sua quebra em 
duas moléculas de ácido pirúvico, denominada glicólise.
Esta etapa ocorre ainda no citoplasma.
Reação compacta da glicólise
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Glicolise ( Hialoplasma) → ciclo de Krebs ( Matriz Mitocondrial)→ fosforilação oxidativa ( Cristas Mitocondriais)
Moléculas formadas :
4 ATP
2 NADH
Saldo final :
2 ATP
2 NADH
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Respiração celular aeróbica
As duas moléculas de ácido pirúvico entram na mitocôndria e dentro dela geram, cada uma, uma 
molécula de Acetil-coenzima A.
Reação que acontece na matriz da mitocôndria.
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Acetil
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Respiração celular aeróbica
As duas moléculas de Acetil-coA 
passam por uma série de reações 
químicas denominadas de
Ciclo de Krebs.
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Respiração celular aeróbica
No Ciclo de Krebs são liberados elétrons, que são transportados por duas
moléculas, o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e o FAD (Flavina
adenina dinucleotídeo).
O NADH e o FADH2 formados vão para a última etapa, denominada 
Fosforilação Oxidativa, quando a maior parte do ATP é produzida.
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Respiração celular aeróbica
A energia liberada é utilizada pela enzima ATPsintase para produção de moléculas de ATP, 
fosforilando o ADP.
Cadeia respiratória: Fluxo de 
elétrons (e- ) provenientesdo 
NADH e FADH2 acoplado
a um bombeamento de +para o
H
espaço intermembranar. Prótons 
H+retornando para a
matriz mitocôndia ativando a 
enzima ATPsintate, resónsável 
pela síntese de ATP
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DNA mitocondrial
As mitocôndrias possuem DNA próprio, 
várias cópias de pequenas moléculas 
circulares que codificam algumas 
proteínas que participam da fosforilação 
oxidativa.
A maior parte das proteínas mitocondriais 
são codificadas por genes que estão 
localizados no núcleo da célula.
DNA (genoma) de uma mitocôndria
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Lynn Margulis, fundadora da Teria da Endossimbiose
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Teoria da endossimbiose
A teoria da endossimbiose consiste em supor 
que mitocôndrias (e cloroplastos), em um 
passado distante, eram bactérias aeróbias que 
foram incorporadas pelas células eucariontes 
anaeróbias.
As células eucariontes passaram a poder utilizar 
o oxigênio para produção de energia, de forma 
muito mais eficiente, e forneceram proteção 
com relação ao meio externo às “células
invasoras”.
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Teoria da endossimbiose
Algumas evidências suportam a teoria da endossimbiose, como por 
exemplo:
• A presença de DNA próprio;
• O DNA é circular como nas bactérias e segue o mesmo código 
genético;
• Os ribossomos mitocondriais se assemelham aos ribossomos
bacterianos;
• A membrana interna da mitocôndria se assemelha à membrana 
das bactérias;
• A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por fissão, da
mesma forma que as bactérias se multiplicam.
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Cloroplastos
Os cloroplastos fazem parte de um grupo de
organelas chamadas de plastídeos.
Estão presentes em células vegetais e de algas.
São as organelas que conferem coloração verde 
às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de 
clorofila, um pigmento verde.
São responsáveis pelo processo de fotossíntese.
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Estrutura dos cloroplastos
São dotados de duas membranas, que formam o envelope do 
cloroplasto. Entre as duas membranas há um espaço 
intermembranas.No seu interior existem os tilacoides, que são como sacos
achatados e empilhados, formando o grana.
Nos tilacoides ocorre uma importante etapa da fotossíntese, a 
captação da energia luminosa.
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Cloroplasto dentro de uma célulaEstrutura de um cloroplasto
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Estrutura dos cloroplastos
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Fotossíntese
O processo de fotossíntese consiste na utilização de energia luminosa para
fixação do carbono, do gás carbônico da atmosfera, produzindo glicose.
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6H2O
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Importância da fotossíntese
A fotossíntese é a fonte de carboidratos (glicose) utilizados por todos os seres vivos 
para produção de energia.
É também por meio da fotossíntese que é produzido o oxigênio que os seres vivos respiram.
A fotossíntese ainda promove a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfera.
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Cloroplasto e mitocôndria
Colaboração entre cloroplasto e mitocôndria
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Exercício
1) (Fuvest-SP) As mitocôndrias são consideradas as “casas de força”
das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias:
a) Estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão de alimentos.
b) Produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de 
moléculas orgânicas.
c) Consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de
amido a partir de glicose.
d) Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese 
de ATP.
e) Produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido
ou de glicogênio.
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Exercício
2) (Fuvest-SP) Em artigo publicado no suplemento mais!, do jornal Folha de São Paulo, de 6 de agosto 
de 2000, José Reis relata que pesquisadores canadenses demonstraram que a alga unicelular 
Cryptomonas resulta da fusão de dois organismos, um dos quais englobou o outro ao longo da 
evolução. Isso não é novidade no mundo vivo. Como relata José Reis:[...] É hoje corrente em 
Biologia, após haver sido muito contestada inicialmente, a noção de que certas organelas [...]
são remanescentes de células que em tempos idos foram ingeridas por célula mais desenvolvida.
Dá-se a esta o nome de hospedeira e o de endossimbiontes às organelas que outrora teriam sido
livres.
São exemplos de endossimbiontes em células animais e em células de plantas, respectivamente:
a) Aparelho de Golgi e centríolos.
b) Centríolos e vacúolos
c) Lisossomos e cloroplastos.
d) Mitocôndrias e vacúolos.
e) Mitocôndrias e cloroplastos.
3- Nós aprendemos que as organelas são, na maioria das vezes, espaços 
delimitados por membrana. NÃO se encaixam nesta definição:
A) Ribossomos
B) Mitocôndrias
C) Cloroplastos
D) Retículo endoplasmático
E) Complexo de Golgi