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 Mitocôndrias e seu papel na fosforilação oxidativa 
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As mitocôndrias são estruturas que possuem duas membranas: uma membrana externa e uma 
membrana interna que é bem extensa e extremamente dobrada. Essas dobras são chamadas de cristas.
Existem dois ambientes 
nessa organela: um espaço 
intermembranar, que é 
representando entre as duas 
membranas (externa e interna), 
e a matriz que é delimitada pela 
membrana interna. É exatamente 
na matriz mitocondrial que 
ocorre a maior parte das reações 
do ciclo de Krebs e da oxidação 
dos ácidos graxos.
Já a fosforilação oxidativa ocorre 
na membrana mitocondrial 
interna. Como a membrana 
interna é extensa e cheia de 
dobras, criam-se mais lugares 
para a fosforilação acontecer.
A membrana interna da mitocôndria é impermeável a quase todos os íons e moléculas polares. Somente 
com um transportador específico, como para o ATP, piruvato e do citrato, é possível atravessar essa 
membrana.
Estrutura da Mitocôndria
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A membrana externa é muito permeável para a grande maioria das moléculas pequenas e íons. Essa 
passagem ocorre principalmente através de uma proteína formadora de poros conhecida como VDAC 
(voltage-dependent anion channel).
A VDAC é a proteína mais prevalente na membrana externa e irá funcionar como um canal iônico 
dependente de voltagem.
Teoria endossimbiótica
As mitocôndrias são resultantes de um processo de endossimbiose. Segundo esta teoria, as células 
eucarióticas iniciaram sua existência estabelecendo uma relação endossimbiótica com uma bactéria, 
responsável pelo sistema de fosforilação oxidativa. Ela seria uma bactéria púrpura fotossintetizante, 
que teria perdido a capacidade fotossintética, se especializando na cadeia respiratória.
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Durante a evolução eucariótica, ocorreu uma grande transferência de genes das mitocôndrias para o 
núcleo celular, com o objetivo de favorecer a mitocôndria na execução de uma única função principal: 
o fornecimento energético. Isso explica a importação de proteínas citoplasmáticas e a existência de 
algumas sequências não codificantes no DNA nuclear, correspondendo ao DNA importado recentemente 
e sem função. A teoria ainda abre espaço para explicar a presença de duas membranas lipídicas na 
organela. A membrana mitocondrial interna seria originária da membrana da bactéria endocitada, 
enquanto a membrana mitocondrial externa seria derivada da própria membrana celular.
A imagem mostra como as 
membranas se dobram
Visão geral do papel da mitocôndria no papel 
do metabolismo energético
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 Mitocôndrias e seu papel na fosforilação oxidativa.
 EXERCÍCIOS.
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1. (ENADE 2006) A figura mostra uma micrografia 
eletrônica de transmissão de uma mitocôndria, 
e as setas indicam diferentes estruturas da 
organela.
Analise as afirmações que seguem.
I. O ciclo dos ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs) 
ocorre na matriz mitocondrial.
II. Os complexos do sistema de transporte de 
elétrons localizam-se na membrana mitocondrial 
interna.
III. Esta organela contém material genético próprio 
e codifica todas as suas proteínas e RNAs.
Está correto o que se afirma em:
a) I, II, III. 
b) II e III, somente. 
c) I e III, somente. 
d) I e II, somente. 
e) II, somente. 
2. Cite 3 exemplos que fundamentam a teoria da 
endossimbiose para as mitocôndrias.
3. Explique a estrutura compartimentar da 
mitocondrial.
4. Quais são as principais características da 
membrana interna?
5. Quais as principais funções da mitocôndria na 
célula?
6. Em relação à produção de energia, é correto 
afirmar que a mitocôndria cria energia?
7. Observe a microscopia eletrônica de 
 questão enade
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 questão resolvida na aula
transmissão de uma organela abaixo e responda 
a questão.
a) A microscopia representa um vacúolo pois 
pode-se observar cristas no seu interior;
b) A microscopia representa a mitocôndria pois é 
possível observar a membrana externa, cristas 
mitocondriais e citosol;
c) A microscopia representa uma mitocôndria 
pois pode-se observar a membrana externa, 
uma membrana interna, cristas mitocondriais 
e uma matriz;
d) A microscopia representa um retículo 
endoplasmático rugoso pois pode-se observar 
grânulos por toda sua extensão além das 
cristas formadas por membrana;
e) A microscopia representa o núcleo da célula, 
pois é possível observar a compactação do 
DNA no seu interior.
8. Numa célula eucariótica as enzimas 
responsáveis pelo ciclo de Krebs localizam-se: 
a) na membrana interna da mitocôndria. 
b) no citosol. 
c) na matriz mitocondrial 
d) no espaço intermembranar
9. Numa célula eucariótica o sistema transportador 
de elétrons se localiza:
a) na membrana interna da mitocôndria. 
b) no citosol. 
c) na matriz mitocondrial 
d) no espaço intermembranar
10. Segundo a teoria evolutiva mais aceita hoje, 
as mitocôndrias, organelas celulares responsáveis 
pela produção de ATP em células eucariotas, assim 
como os cloroplastos, teriam sido originados de 
procariontes ancestrais que foram incorporados 
por células mais complexas. Uma característica 
da mitocôndria que sustenta essa teoria é a:
a) capacidade de produzir moléculas de 
ATP. 
b) presença de parede celular semelhante à de 
procariontes. 
c) presença de membranas envolvendo e 
separando a matriz mitocondrial do citoplasma.
d) capacidade de autoduplicação dada por 
DNA circular próprio semelhante ao 
bacteriano. 
e) presença de um sistema enzimático eficiente 
às reações químicas do metabolismo aeróbio.
11. A glicólise e o ciclo de Krebs funcionam em 
nosso corpo como uma encruzilhada metabólica, 
possibilitando que nossas células convertam 
algumas moléculas em outras à medida que 
o nosso corpo tenha necessidade. Em que 
locais ocorrem a glicólise e o ciclo de Krebs, 
respectivamente?
a) Nos cloroplastos e mitocôndria.
b) No citosol e no interior da mitocôndria.
c) No retículo endoplasmático e na mitocôndria.
d) No interior da mitocôndria.
e) No citosol e no cloroplasto.
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 gabarito.
Resposta da Questão 1: [D]
Resposta da Questão 2: 
Existência de material genético próprio – 
DNA circular; Presença de RNA ribossômico 
estruturalmente diferenciado; Existência de duas 
membranas.
Resposta da Questão 3: 
Organela formada por membrana externa, 
membrana interna, cristas mitocondriais, espaço 
intermembranas e matriz mitocondrial.
Resposta da Questão 4: 
Altamente seletivas e possuem proteínas 
envolvidas na retenção e liberação de íons 
(componentes fundamentais para a síntese de 
ATP).
Resposta da Questão 5: 
Controle do balanço redox da célula, morte celular 
e produção de energia.
Resposta da Questão 6: 
A energia não pode ser criada. Ou ela é 
transformada ou transferida. No caso a célula 
transforma e transfere a energia obtida a partir 
da oxidação da glicose (via glicolítica, Krebs 
e fosforilação oxidativa) em ATP (adenosina 
trifosfato). A hidrólise de ATP, libera ADP e Pi 
(fosfato inorgânico) e é caracterizada como um 
reação exergônica (libera energia). Assim, O ATP 
fornece energia para o trabalho celular acoplando 
as reações que necessitam de energia na célula 
(endergônicas). Todas as células são capazes de 
realizar 3 tipos de trabalho: Químico- ativação 
de reações endergônicas(que não ocorreriam 
espontaneamente); transporte (proteínas 
bombeando substâncias através das membranas) 
e mecânico- vibração de cílios, contração muscular 
e movimento dos cromossomos durante a divisão 
celular.
Resposta da Questão 7: [C]
Resposta da Questão 8: [C]
Resposta da Questão 9: [A]
Resposta da Questão 10: [D]
Resposta da Questão 11: [B]