Mitocôndrias: Organelas Energéticas

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As mitocôndrias são extremamente 
importantes para a geração de energia nas 
células. 
São organelas de formato esférico ou alongado 
encontradas em quase todas as células 
eucariontes. 
Estrutura: 
 
 
Podem variar em número, tamanho e formato. A 
quantidade de mitocôndrias varia de acordo 
com a necessidade de demanda energética da 
célula. Elas também podem se mover pelo 
citoplasma sem associação com o citoesqueleto 
pois são organelas móveis e plásticas. 
Possui uma membrana dupla (interna e externa) - 
são independentes e apresentam constituições 
diferentes. Entre elas existe um espaço chamado 
intermembranas. 
o É maior do que a externa e se acomoda 
emitindo invaginações chamadas cristas 
mitocondriais. 
o Nela existe uma câmera interna 
denominada matriz mitocondrial. 
o Contém 25% de lipídios e 75% de proteínas 
e funciona como barreira. 
o Possui uma porção equilibrada de lipídios 
e proteínas, alta fluidez e certa 
permeabilidade. 
o Possui muitas porinas inseridas o que vai 
ajudar no tráfego de moléculas no citosol 
para o espaço intermembranas. 
 
o São regiões onde há grande 
concentração de proteínas envolvidas no 
processo de síntese de ATP. Contém uma 
densidade de proteínas mais altas 
o São responsáveis por garantir o aumento 
da superfície da membrana interna. É 
possível perceber a presença 
de enzimas e também outros 
componentes que são importantes no 
processo de respiração celular. 
o Encontra-se uma grande quantidade de 
enzimas que atuam na respiração celular 
e metabolismo energético, outras 
proteínas, material genético 
(DNA mitocondrial e RNAt) e ribossomos. 
 As mitocôndrias são associadas a 
microtúbulos que determinam sua distribuição em 
locais peculiares nos diferentes tipos celulares e 
ajudar a fazer a movimentação dela pelo 
citoplasma da célula. A rede mitocondrial se 
assemelha muito a rede de microtúbulos. 
 Na célula muscular esquelética elas se 
posicionam intercaladas com os sarcômeros, a 
fim de liberar o ATP para sua movimentação 
durante a contração muscular. 
 Nos espermatozoides elas envolvem o 
flagelo em uma região muito especifica (peça 
intermediária) para liberar energia. 
A origem das mitocôndrias é explicada pela 
teoria endossimbiótica que dizia que: “As 
mitocôndrias são organelas derivadas da captura 
de bactérias aeróbicas por célula ancestrais, que 
com a evolução foi ocorrendo a transferência de 
genes dessas bactérias para o DNA da célula e 
acabaram se estabelecendo como organela.” 
Evidências da origem endossimbiótica: 
o As mitocôndrias, assim como as bactérias, 
se reproduzem por fissão celular e essa 
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/celulas-eucariontes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/celulas-eucariontes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/biologia/dna.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-rna.htm
 
divisão pode se dar independentemente 
da divisão da célula hospedeira e 
quando há necessidade de mais energia. 
o Elas têm seu próprio genoma, seus 
próprios ribossomos (tem tamanhos e 
subunidades diferentes) e tRNAs 
o O aminoácido iniciador da síntese é a 
formilmetionina 
o Síntese de proteínas na mitocôndria é 
inibida por antibióticos que inibem a 
síntese em bactérias 
o Membrana interna rica em cardiolipina 
Informação do DNA mitocondrial: 
O genoma mitocondrial codifica 13 cadeias 
lipídicas, 2 RNAs ribossômicos e 22 RNAs 
transportadores. 
Quatro dos 64 códons tem significados diferentes. 
As proteínas codificadas no núcleo e importados 
no citosol desempenham um papel fundamental 
na criação do sistema da mitocôndria. 
O número de DNA mitocondrial varia de célula 
para célula. 
Ele contém cauda poli A e pode conter poucos 
íntrons retirados por autosplicing 
Possui grande susceptibilidade à mutações 
devido à ausência de histonas protetivas 
(mutações relacionadas a uma série de doenças 
que vão afetar diversos tecidos). 
Fica organizado nos nucleoides ligados a MIM. 
 
 
 É muito importante a interação das 
mitocôndrias com o reticulo endoplasmático. Nas 
regiões de contato entre eles as membranas 
estão bem próximas com proteínas que vão 
intermediar essa aproximação. Ali podem ocorrer 
troca de material e as vias metabólicas da sínese 
de lipídios serão compartilhadas em etapas 
realizadas na membrana do reticulo e outras na 
membrana mitocondrial. 
As mitocôndrias auxiliam na biossíntese nas 
membranas e determinados fosfolipídios vão ser 
sintetizados na membrana mitocondrial interna. 
O retículo é uma região de troca de cálcio, que 
ao entrar na mitocôndria ativa uma série de 
enzimas do metabolismo energético, mas o 
excesso desse cálcio pode disparar o processo 
de apoptose celular. 
O retículo endoplasmático envolve a mitocôndria 
no local onde vai ocorrer a fissão mitocondrial. 
Ambas as organelas interagem com o 
citoesqueleto e estão ancoradas pelos 
microtúbulos, proteínas serão recrutada para 
essa área pelo reticulo para o processo de fissão. 
A importação de proteínas para a matriz 
mitocondrial: Nas membranas mitocondriais 
existem uma série de proteínas translocadoras 
que compõem processos proteicos. 
 
A proteína é sintetizada com sequências 
específicas que indicam seu posicionamento 
toda no citosol, depois será transportada 
(transporte pós-traducional). 
Após a sequência de direcionamento da matriz a 
proteína chega nos receptores que tem na 
membrana externa, que vão se aproximar de um 
dos complexos translocadores, e essa proteína 
começa a passar por dentro deles. Para chegar 
na matriz elas vão precisar passar pela 
membrana interna. 
 As células obtêm energia pela oxidação 
de moléculas. Todas as células são mantidas pela 
energia armazenada nas ligações químicas de 
moléculas orgânicas. Para que essa energia seja 
Contato Mitocôndria- R.E 
 
usada, as células devem extraí-la de uma forma 
utilizável. 
 
A energia que vem da hidrólise da molécula de 
ATP está entre a ligação entre os fosfatos, após 
essa hidrólise ocorre liberação do ADP e fosfato 
inorgânico. 
ATP: nucleotídeo 
Converte a energia da oxidação em ATP através 
do processo quimiosmótico. 
 
 
 Processo de oxidação das moléculas 
orgânicas acompanhado de liberação de 
energia aproveitada para síntese de ATP. 
I. Formação de acetil-CoA na mitocôndria: 
 
As mitocôndrias podem utilizar tanto o piruvato 
como os ácidos graxos como combustível. 
Ambas moléculas são transportadas através da 
membrana mitocondrial interna e estão 
convertidas no intermediário metabólico acetil-
CoA por enzimas localizadas na matriz 
mitocondrial. 
O acetil-CoA dá início ao Ciclo de Krebs. Os 
grupos acetila são oxidados a matriz mitocondrial 
por intermédio do ciclo do ácido cítrico. 
II. Acetil-CoA é totalmente oxidado a CO2. Os 
elétrons liberados pela oxidação são captados 
pelos carreadores de elétrons (NADH e FADH2): 
As várias proteínas carreadoras de elétrons 
envolvidas estão agrupadas em 4 grandes 
complexos enzimáticos. 
O processo de transporte de elétrons inicia 
quando o íon hidreto é removido do NADH. Cada 
um desses complexos atua como uma bomba de 
prótons impulsionada pelo transporte de elétrons. 
O fluxo energeticamente favorável de elétrons 
bombeia H+ através da membrana interna, na 
matriz para o espaço intermembranas. Essa 
diferença na concentração de prótons gera um 
gradiente que tem dois componentes- que 
formam o gradiente eletroquímico de prótons. 
III. Os elétrons são transferidos para o O2 através 
da cadeia transportadora de elétrons. A energia 
liberada por esse processo é utilizada para a 
produção de ATP. 
Gradiente eletroquímicode prótons exerce uma 
força próton-matriz que direciona a síntese de 
ATP no processo de fosforilação oxidativa. 
Esse gradiente é utilizado (através da membrana) 
para impulsionar a síntese de ATP. 
Os prótons fluem espontaneamente a favor do 
seu gradiente eletroquímico. 
ATP sintase: complexo proteico transmembrana 
que utiliza a energia do fluxo de H+ para sintetizar 
ATP a partir de ADP e Pi. 
O gradiente de prótons também permite o 
transporte ativo de metabólitos e cálcio 
 As mitocôndrias também: 
Participa do ciclo da ureia- desaminação do 
glutamato 
Produção de hormônios esteroides- colesterol é 
transformado em pregnenolona na membrana 
interna que retorna ao retículo para formar a 
testosterona 
Expressão de termogenina (caso de recém-
nascidos) torna a membrana interna permeável 
aos prótons, desacoplando o transporte de e- da 
síntese de AT. A energia é perdida na forma de 
calor. 
 
Respiracão celular