Mitocôndrias

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Generalidades 
Podem sofrer fissão e fusão (dinâmica mitocondrial) 
- Forma → esférica até alongada. 
- Quantidade e distribuição → diretamente 
relacionada com a demanda energética
 
Estrutura 
- 2 membranas estrutural e funcionalmente distintas 
(membrana externa e membrana interna) 
Membrana externa: 50% proteínas e 50% lipídios 
(separa a mitocôndria do citosol) 
Porinas: servem para compostos poderem passar 
facilmente 
Membrana interna: 75% proteínas e 25% lipídios 
(delimita o espaço inter-membranas) 
– Altamente invaginadas (cristas) – região paralela a 
membrana interna é a membrana do limite interno e o 
local onde duas cristas se unem é a junção da crista 
Cardiolipina 
- Fosfolipídio característico da membrana interna 
- 4 cadeias de ácidos graxos 
- Diminui a permeabilidade da membrana mitocondrial. 
 
Matriz Mitocondrial 
espaço delimitado pela membrana interna 
- Material genético → DNA e RNA 
- Componentes para fazer a replicação desse 
material (transcrição e tradução) 
- Enzimas das reações do ciclo do ácido cíclico, da 
β- oxidação dos ácidos graxos, do metabolismo dos 
compostos aminados. 
- Enzimas para a síntese de hormônios esteroides. 
- Grânulos de fosfato de cálcio. 
Genoma Mitocondrial
 
- Quanto menos genes, menos proteínas serão 
formadas por isso as outras proteínas devem vim 
do ambiente extracelular 
 Translocação Mitocondrial 
- As demais proteínas mitocondriais são codificadas 
no núcleo e importadas a partir do citosol, por 
reconhecimento da sequência-sinal via translocador 
de membrana. 
 
- DNA (núcleo→ processo de replicação onde um 
DNA gera outro) 
Quando um DNA é transcrito, se tem a construção 
do RNA. Esse, precisa sair do núcleo, para no 
citosol encontrar os ribossomos e construir 
proteínas através do processo de tradução (se for 
mitocondrial, vai para dentro da mitocôndria) 
Translocação pós-traducional 
- Sequência-sinal N-terminal: serve para 
direcionar até onde a proteína deve ir 
• TOM → todas as proteínas passam por ele 
(translocador de membrana externa)- reconhece e 
atrai as proteínas para dentro da mitocôndria 
• SAM → Barril β (porinas) 
- não atrai, apenas coloca a proteína na mitocôndria 
• OXA → inserção de proteínas na MMI 
• TIM23 → transporte e inserção transmembrana 
pode jogar a proteína para dentro da matriz ou 
colocar essa proteína na membrana interna 
• TIM22 → inserção proteica 
- apenas coloca a proteína na membrana interna 
 
 Como esses complexos vão atuar? 
 
A proteína desenovelada passa mais facilmente pelo 
complexo (porém logo que são produzidas já são 
enoveladas pelas chaperonas), então a célula utiliza 
a chaperona hsp70 que não promove enovelamento 
- A hsp70 se liga a toda a proteína, impedindo o 
enovelamento 
Essa proteína que não está enovelada vai ser 
reconhecida pelo TOM e é puxada para o espaço 
intermembrana. O TIM leva a proteína para a 
matriz mitocondrial 
• Dissociação da hsp70 → ATP (TOM gasta um 
ATP para remover a hsp70) 
Interação da hsp70 e liberação do TIM23 → ATP 
Função Mitocondrial 
Oxidação de moléculas orgânicas acompanhado da 
liberação de energia, aproveitada na síntese de ATP 
 
Açucares → piruvato → transporte acoplado de 
prótons 
Gorduras → Ácido graxo → complexo da Carnitina 
Acil-transferase 
 
Ciclo do Ácido Cítrico
 
Acetil-CoA cai dentro do ciclo do AC (que tem 
como função a produção de NADH e FADH2 por 
oxidação) para retirar elétrons das moléculas 
Cadeira Transportadora de e-
 
- NADH chega no 1º complexo da cadeia, 
(perde 2 elétrons e 1 próton)- os elétrons não 
passam juntos, cada vez que um elétron passa 
pelo complexo ele joga 2 prótons para o espaço 
intermembrana 
- o 1º complexo então tira 2 elétrons e joga 4 
prótons para o espaço intermembrana- esses 
elétrons do complexo I passam para o complexo III 
- No complexo III perde 1 elétron e 2 prótons- 
depois passa para o citocromo C e para o 
complexo IV 
- como a cada 1 elétron passa 1 próton, no 
complexo I temos 4 prótons, no III 4 prótons e no 
IV 2 prótons, gerando os 10 prótons que são 
impulsionados pelo NADH 
- FADH2 transporta menos quantidade de ATP, 
porque entra no complexo II em vez do I 
- então com o FADH2 há o transporte de 4 
prótons no complexo III e 2 prótons no complexo IV 
Gradiente Eletroquímico
 
- Com o passar dos complexos o elétron vai 
perdendo sua reatividade enquanto os complexos 
vão aumentando sua afinidade 
-prótons são jogados para o espaço intermembrana 
e começam a se acumular (eles não voltam porque 
a membrana é muito impermeável) 
- com o acúmulo de prótons, o espaço se torna 
cada vez mais ácido (essa diferença de pH gera 
um potencial de membrana: força de variação de pH) 
- cargas positivas vão ser atraídas pelas cargas 
negativas 
- a variação do pH + a variação de potencial é 
chamada de Força Próton-motriz 
Fosforilação Oxidativa
 
- A força próton-motriz atrai um próton de forma 
mecânica. Com a diferença entre as 2 membranas, 
gera a atração para o próton passar, mas ele só 
consegue fazer isso pela ATP-sintase 
- ATP-sintase tem 2 regiões: o Rotor e o Estator 
(conecta o rotor a membrana externa- funciona 
como se fosse uma âncora) 
- A ATP-sintase é um complexo de várias 
subunidades de proteínas, o rotor é formado por 6 
subunidades (3 α e 3 β) 
- Quando o próton chega e passa por dentro do 
rotor, promove a rotação, que aproxima os 
substratos (P e ADP) e, como as moléculas são 
altamente reativas, formam o ATP 
Transporte de ATP 
- o ATP formado não vai ser utilizado na matriz 
da mitocôndria, então ele precisa sair (de forma 
passiva) 
- ATP é mais negativo do que o ADP, então o 
ATP é atraído pelo espaço intermembrana e o 
ADP é atraído para dentro da matriz mitocondrial 
– é essa diferença de carga que transporta o 
ATP → quando o ATP chega ao espaço 
intermembrana ele pode atravessar para o citosol, 
pois a membrana é muito permeável
 
Desacoplamento 
- Os desacopladores são moléculas que atuam 
transportando H+ para dentro da matriz 
mitocondrial, sem que este movimento esteja 
acoplado a síntese de ATP 
- ao invés do próton passar pela ATP-sintase, ele 
passa pela proteína desacopladora e gera calor ao 
invés de ATP 
 
Termogenina
 
O tecido marrom é termogênico e gera calor → 
possui termogenina (proteína que gera calor ao 
invés de gerar ATP) 
Envelhecimento Celular
 
Para envelhecer mais lentamente é preciso comer 
menos, isso porque toda vez que comemos, 
geramos um substrato (cada composto ingerido 
gera um carreador de elétrons que vai passar 
pela cadeia transportadora de elétrons, jogando 
prótons fora e produzindoATP) 
- o oxigênio, aceptor final de elétrons, fica 
esperando para pegar os elétrons no final da 
cadeia (complexo IV) - se o oxigênio pegar esse 
elétron ele forma radicais livres 
- para ficar estável o oxigênio precisa de 2 
elétrons, com 1 ele fica instável 
- toda vez que ocorre um dano por o oxigenio 
estar instável, enzimas vão tentar corrigi-lo, como a 
Glutadiona-redutase que corrige a formação de 
radicais livres - esse mecanismo de defesa tem 
uma certa saturação e então não consegue fazer 
a oxidação dos radicais livres 
- quando o metabolismo está sempre rodando, vai 
adquirindo experiência e menor é a probabilidade 
de gerar radicais livres