Mitocôndrias PDF

Mitocôndrias  Mitocôndrias As mitocôndrias, cujo número varia de dezenas até centenas, dependendo do tipo de célula, estão presentes praticamente em todos os seres eucariotas: animais, plantas, algas, fungos ou protozoários. Funções gerais: - Fundamentais na produç...

Mitocôndrias  Mitocôndrias As mitocôndrias, cujo número varia de dezenas até centenas, dependendo do tipo de célula, estão presentes praticamente em todos os seres eucariotas: animais, plantas, algas, fungos ou protozoários. Funções gerais: - Fundamentais na produção de energia para a célula respiração celular - associadas a diversos processos celulares, como o envelhecimento celular e a morte programada de células (apoptose) Estrutura interna das mitocôndrias As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoproteicas semelhantes às outras membranas celulares. A membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior do organelo. A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido: a matriz mitocondrial, onde estão diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomas e substâncias necessárias à produção de determinadas proteínas.  Membrana externa comprimento que varia de 1,0 µm a 10 µm e largura entre 0,5 µm e 1,0 µm. formato é variável, mas normalmente possuem a forma de bastonete embora possam ser redondas Membrana externa é constituída por 50% de proteínas e 50% de lípidos, é mais fluida e permite a passagem de moléculas pequenas. É uma membrana lisa - Passagem feita através da proteína transmembranar purina. - tamanho máximo das Membrana Interna Constituição da membrana interna: 20% de lípidos e 80% de proteínas Muitas invaginações maior superfície Maior seletividade: até mesmo pequenos iões entram seletivamente na membrana. Além dos fosfolípidos, tem triglicéridos e colesterol como as outras membranas. Possui o lípido cardiolipina que contribui para a maior seletividade Aqui encontram-se proteínas com as seguintes funções: - Cadeia transportadora de eletrões - proteínas dos crepúsculos elementares com atividade ATPase - Proteínas transportadoras de membrana Componentes da Mitocôndria Membranas Matriz Espaço intermembranar Matriz: mistura concentrada de enzimas necessária á oxidação do piruvato Ciclo do ácido cítrico ou dos ácidos tricarboxilicos (ciclo de krebs) DNA genómico mitocondrial e RNA Ribossomas específicos (70S)mais pequenos que os citoplasmáticos(80S), mas do mesmo tamanho dos Ribossomas dos procariotas.  Matriz micondrial Funções: ß-oxidação de lípidos Produção de acetil-CoA ATP Replicação/transcrição de DNA e síntese proteica Transaminação de aminoácidos Síntese de hormonas esteroides Armazenamento de cálcio Quanto mais densa a matriz, maior a atividade metabólica e a necessidade energética do tecido. Existem grânulos densos de Ca2+, que são ativos fisiologicamente e nunca estão livres no citoplasma – ou estão na matriz da mitocôndria ou no REL. Cerca de 90% do cálcio no interior de uma célula, está na mitocôndria. O Cálcio é armazenado na forma de fosfato de cálcio e entra  A transaminação é um processo catabólico que pode ser um processo de eliminação de aminas excedentárias e tóxicas. cálcio é um importante sinalizador dentro da célula em processos como contração muscular, diferenciação celular, inflamação, entre outros. Hormonas esteroides e a síntese de lípidos ocorre nas mitocôndrias Espaço intermembranar é rico em enzimas responsáveis pela fosforilação e manutenção da diferença de potencial elétrico  Ácido núcleico das mitocôndrias DNA mitocondrial - circular semelhante aos das bactérias - genes que codificam para as proteínas que intervêm na cadeia respiratória - modo de transmissão - organito semiautónomo - Somente transmitido via materna - Os tRNAs nas células procarióticas e nas células eucarióticas reconhecem mais de um códão no mRNA, são necessários, no mínimo, 30 diferentes tRNAs para traduzir o código universal No mtDNA existem apenas 22 tRNAs, são os únicos usados para traduzir os mRNAs mitocondriais - alguns codões na mitocôndria especificam diferentes aminoácidos em relação ao código universal.  O RNAmit é chamado de mitorribossoma. A presença de ribossomas, DNA e RNA na matriz permite ás mitocôndrias produzirem suas próprias proteínas e apresentarem capacidade de autoduplicação. A molécula de DNA tem só 37 genes: genes de proteínas e enzimas da mitocôndria O índice de mutação deste DNA é 10x superior As cópias do DNA mitocondrial estão em agrupamentos da matriz chamados Nucleóides, por vezes associados a membrana interna Todas as cópias produzidas na matriz da mitocôndria ficam no interior da mesma teoria endossimbiótica mitocôndrias e cloroplastos eram organismos procariontes que viviam de modo livre. Essas estruturas foram envolvidas por células eucariontes, o que resultou em uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a associação.  A favor da teoria Mitocôndrias e cloroplastos possuem dupla membrana. A mais interna seria proveniente do organismo englobado mais externa seria resultado da membrana do organismo que o englobou; Mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio genoma. O DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos é circular e sem as proteínas histonas; Mitocôndrias e cloroplastos possuem capacidade de autoduplicação; Os ribossomas encontrados em mitocôndrias e cloroplastos são semelhantes aos de procariontes e diferentes dos encontrados em eucariontes; Certos antibióticos causam alterações na  Divisão das Mitocôndrias As mitocôndrias só surgem por divisão das pré-existentes. Quando há divisão celular as mitocôndrias agrupam-se em 2 grupos ficando cada um junto de cada centrómero Após a divisão celular as mitocôndrias nas células filhas multiplicam-se restabelecimento do número de mitocôndrias. Na fecundação: As mitocôndrias do espermatozoide penetram no óvulo e degeneram-se logo em seguida: - As mitocôndrias presentes na célula-ovo são originárias exclusivamente da mãe. - As mitocôndrias ovulares, que se multiplicam sempre que a célula se reproduz, são as mitocôndrias ancestrais. São iguais ás iniciais nunca houve mistura com outras mitocôndrias.  Divisão de mitocôndrias As mitocôndrias são capazes de reproduzir-se por fissão, ou seja, dividindo-se em unidades menores. Elas também se deslocam pela célula, aumentando sua concentração em locais que necessitam de energia. Uma das principais modificações ocorridas no organismo com treino físico-desportivo envolvendo exercícios físicos de longa duração é o aumento na quantidade e qualidade funcional de mitocôndrias do tecido Mitocôndrias – Respiração celular  Respiração Celular Respiração Celular - processo bioquímico que ocorre na célula para obtenção de energia essencial para as funções vitais. reações de quebra das ligações entre as moléculas libertando energia. Pode ser realizado de duas formas: - Respiração aeróbica (na presença de oxigénio no ambiente) Através da respiração aeróbica é quebrada a molécula de glicose água, dióxido de carbono e ATP C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia - Respiração anaeróbica (sem oxigénio). Em ambientes onde o oxigénio é escasso, regiões marinhas e lacustres mais profundas, os organismos precisam utilizar outros elementos para receber os eletrões na respiração.  Dois exemplos de reações catabólicas: A FERMENTAÇÃO (via anaeróbica) e RESPIRAÇÃO AERÓBICA (via aeróbia). Etapas Anaeróbia (a) glicólise: não necessita de oxigénio para ocorrer e é realizada no hialoplasma. Aeróbia (b) descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico, c) ciclo de Krebs  glicólise Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP NADH - Dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD, acrónimo, em inglês, de Nicotinamide adenine dinucleotide) ou nicotinamida adenina dinucleotídeo ou ainda difosfopiridina nucleotídeo é uma coenzima que apresenta dois estados de oxidação: NAD+ (oxidado) e NADH (reduzido).  Respiração celular na ausência de oxigénio Sem oxigénio para aceitar os electrões, há dois mecanismos pelos quais os organismos conseguem produzir na mesma ATP: anaerobiose e fermentação. A principal distinção entre estes dois mecanismos, é que na anaerobiose é utilizada na mesma uma cadeia transportadora de eletrões, o que não acontece na fermentação. Respiração anaeróbica os aceitadores de electrões são moléculas inorgânicas, como por exemplo, enxofre e azoto. Bactérias metanogénicas: organismos (por exemplo, arqueobactérias primitivas como os termófilos) que utilizam CO2 como aceitador de electrões, reduzindo o CO2 a CH4 (metano), utilizando o hidrogénio derivado de moléculas orgânicas produzidas por outros organismos. Bactérias sulfurosas: bactérias primitivas que produzem energia a partir da redução de sulfatos inorgânicos (SO4) a H2S, utilizando átomos de hidrogénio obtidos de moléculas orgânicas produzidas por outros organismos Fermentação A fermentação é uma extensão da glicólise, em que há geração contínua de ATP pela fosforilação ao nível do substrato.  Fermentação Diferentes organismos podem provocar a fermentação de diferentes substâncias. ranço da manteiga formação de ácido butírico pelas bactérias que fermentam gorduras. Já as leveduras fermentam a glicose fabricação de pães, bebidas alcoólicas em geral. bactérias que azedam o leite fermentam a lactose.  Respiração anaeróbia Fermentação é diferente da respiração anaeróbia. Na respiração anaeróbia, há um ciclo de Krebs e uma cadeia respiratória, assim como na respiração celular aeróbia. A diferença é que o aceitador final de eletrões não é o oxigénio, compostos inorgânicos retirados do ambiente, como nitratos e sulfatos. A fermentação é realizada por algumas bactérias que vivem em solos pobres em oxigénio e é menos rentável que o processo de respiração aeróbia. Processo é comum entre os seres Procariotas, mas também em alguns eucariontes, como fungos, moluscos e na espécie humana. A respiração anaeróbia envolve receptores de eletrões, tais como nitratos, nitritos, dióxido de carbono e manganês.  As células musculares dos Homens utilizam com frequência a fermentação láctica que ocorre ao mesmo tempo que a respiração aeróbica. Isto acontece quando o oxigénio não é suficiente para degradar a molécula de glicose. Forma-se o ácido láctico para auxiliar a célula na obtenção de energia, embora este tipo de obtenção de energia não seja de grande rendimento. O excesso de ácido láctico origina as caibras.  Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, onde são degradados por desidrogenases e descarboxilases. São libertados CO2, saindo da célula e átomos de hidrogénio que são captados pelo NAD (ficando reduzido). NADH O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs https://youtu.be/YbdkbCU20_M Ciclo de Krebs Ocorre na matriz mitocondrial. Todo o carbono responsável pela formação do acetil-CoA é degradado a CO2 que é então libertado pela célula. São libertados vários átomos de hidrogénio, que são então captados pelo NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e FADH2 (ficando reduzidos). Ocorre também libertação de energia resultando na formação de ATP spiração celular Aeróbia  Cadeia Transportadora de Electrões Ocorre nas cristas mitocondriais. Também chamado de Fosforilação Oxidativa. É um sistema de transferência de electrões provenientes do NADH2 e FADH2 até à molécula de oxigénio. O NADH2 e FADH2 produzidos no electrõ es ciclo de Krebs vão ser dissociados em NAD+ e FAD+ havendo libertação de H+ e de eletrões. Os eletrões vão ser transportados pelas proteínas transportadoras, enquanto que os H+ vão ser lançados no espaço intermembranar. ELECTRÕ ES As proteínas transportadoras que conduzem os eletrões, estão organizadas por ordem crescente  Os eletrões são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais – CITOCROMOS (grupo Heme; cit a; cit b e cit c)---P450 Quando o eletrão “salta” de um citocromo para outro até chegar ao aceitador final (o oxigénio), dá-se libertação de energia que é convertida em ATP. ubiquinona  Cadeia transportadora de eletrões ( Fosforilação Oxidativa) Complexos proteicos: ubiquinona Quinona: a única molécula não proteíca da cadeia transportadora de electrões  Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH Formação do Acetil-CoA (descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico): 2 NADH + 2 CO2 Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 4 CO2 Cadeia Transportadora de Eletrões: Cadeia Transportadora de Electrões: NADH 3 ATPs FADH 2 ATPs 10 NADH 30 ATPs 34 ATPs + 4 das fases anteriores= 38 ATPs 2 FADH 4 ATPs na verdade são 26+4= 30±2 => 30 a 32 Processo de fosforilação oxidativa: Teoria quimiosmótica e cedência dos eletrões pelo NADH e pelo FADH2 Complexo I Complexo II  Esquema Final da respiração celular https://www.google.com/search? cs=0&sca_esv=df5d83178bfda00b&sxsrf=ADLYWII PejqAg_qW_BqUxqfQOo85vWTpIg:1733222861235 &q=Electron+transport+chain&udm=7&fbs=AEQN m0A_ElqRadfJ052eEZYKSIj__pYFaFHKdnGcO42W- poa4o9tpxFa6soGvqOj8u-AB0-z6pY- pwnaxwLpFam3FoJcRYDdtoXj0yCUs_X7jksFP2Ypnif MYj8pbeoVu8W2EeFSDrMqvajNNg1OAbTi4gwofp5 mFawKOC_rVYGhh8evkqNOwTw&sa=X&ved=2ahU KEwjbkdentouKAxXthP0HHS3bBG4QtKgLegQIExAB &biw=1536&bih=730&dpr=1.25#fpstate=ive&vld =cid:7a5a3098,vid:zJNx1DDqIVo,st:0 Cloroplastos Estrutura e Função Organelo presente nas células das plantas e outros organismos fotossintetizadores, como as algas e alguns protistas. Possui clorofila o pigmento responsável pela sua cor verde, embora tenha outros pigmentos. Cloroplastos é um dos três tipos de plastos pigmentados, ou cromoplastos (organelos citoplasmáticos cujo formato varia de acordo com o tipo de organismo e célula em que se encontra): os outros dois os cromoplastos e os leucoplastos. Os plastos não pigmentados são chamados leucoplastos, podem ser: amiloplastos (armazenam amido), oleoplastos (armazenam lípidos), proteoplastos (armazenam proteínas)