Mitocôndria: Central De Energia

1) Explique como as células vegetais obtém energia para realizarem suas atividades.

Toda a atividade celular requer energia, é através da mitocôndria que esta energia necessária às atividades das células será gerada. Para realizar suas atividades, as células utilizam a energia contida nas ligações químicas dos nutrientes que, geralmente, é transferida para adenosina-trifosfato (ATP), o principal combustível celular; a enzima ATPase rompe a molécula de ATP, liberando energia e originando adenosina-difosfato (ATP) e fosfato inorgânico (Pi) .Na célula vegetal, compostos orgânicos são sintetizados com a energia resultante da transformação de energia solar em energia química durante o processo de fotossíntese. As células, porém, não usam diretamente a energia liberada dos hidratos de carbono e gorduras, mas se utilizam de um composto intermediário, a adenosina-trifosfato (ATP), geralmente produzido graças à energia contida nas moléculas de glicose e de ácidos graxos.

2) Explique quais são as principais fontes de energia das células animais e qual o composto intermediário produzido no processo da respiração celular.

A energia utilizada pelas células eucariontes para realizar suas atividades provém da ruptura gradual de ligações covalentes de moléculas de compostos orgânicos ricos em energia. Nos animais, os ácidos graxos são, do ponto de vista quantitativo, uma fonte energética muito mais importante do que os carboidratos. As células se utilizam de um composto intermediário, a adenosina-trifosfato (ATP), geralmente produzido graças à energia contida nas moléculas de glicose e de ácidos graxos.

3) Explique de acordo com o texto da pág. 68, como é a estrutura funcional das mitocôndrias.

As mitocôndrias apresentam duas membranas que envolvem um espaço interno onde se localiza a matriz mitocondrial. As membranas mitocondriais são bicamadas de fosfolipídios, contendo pequenas quantidades de outros lipídios. A membrana mitocondrial externa é lisa e muito permeável a diversos tipos de moléculas com peso abaixo de 5 kDa (quilodáltons). Essa permeabilidade é devida à presença de proteínas intercaladas na membrana, as porinas, que formam canais com o diâmetro de 1 nm. Entre as duas membranas, observa-se o espaço intermembranoso. A membrana mitocondrial externa é parecida com a membrana plasmática das células eucariontes e a membrana interna tem muita semelhança com a membrana das bactérias e, como estas, contém o sistema de transferência de energia para ATP. A membrana interna apresenta envaginações geralmente em forma de prateleiras, formando as cristas, que aumentam muito a superfície dessa membrana. Em certos protozoários e em células que sintetizam esteroides, as cristas podem ter a forma de tubos, Uma mesma mitocôndria pode apresentar cristas em prateleiras e cristas tubulares. Na superfície da membrana interna que está voltada para o interior da mitocôndria, existem pequenas partículas em forma de raqueta, que se inserem pelos seus cabos nessa membrana. São os corpúsculos elementares, com cerca de 10 nm de diâmetro, onde se geram ATP e calor. No interior das mitocôndrias, encontra-se uma substância finamente granulosa e elétron-densa chamada matriz. É frequente observar grânulos densos no seio da matriz, com diâmetro de 30 a 50 nm, contendo cálcio e de função pouco conhecida. A matriz mitocondrial contém filamentos de DNA, difíceis de visualizar no microscópio eletrônico, e ribossomos medindo 15 nm de diâmetro.

4) Explique a origem das mitocôndrias e das suas estruturas de acordo com o texto da pág.74 do livro citado acima.

A presença de DNA, dos vários tipos de RNA e de um mecanismo de auto-reprodução por fissão semelhante ao das bactérias, além de outros dados, sugerem que as mitocôndrias se originaram de bactérias aeróbias, que estabeleceram relações simbióticas com células eucariontes anaeróbias. Durante a evolução, bactérias teriam penetrado por fagocitoses em células eucariontes primordiais, tendo escapado aos mecanismos intracelulares de destruição de células estranhas e estabelecido a endossimbiose (simbiose endocelular). Pela fagocitose, a membrana plasmática da célula eucarionte hospedeira provavelmente originou a membrana externa da mitocôndria e a membrana da bactéria se tomou a membrana interna dessa organela.

5) Por que se diz que as mitocôndrias apresentam um genoma próprio, embora incompleto?

Ao longo do processo evolutivo, as mitocôndrias gradualmente perderam a maior parte do seu genoma, que foi transferido para o núcleo da célula hospedeira, e tomaram-se dependentes de proteínas codificadas pelo genoma do núcleo celular.

6) Explique por que o DNA mitocondrial é exclusivamente de origem materna.

As mitocôndrias do organismo se originam das mitocôndrias do óvulo, sem participação das mitocôndrias do espermatozóide.

7) O que é processo quimiosmótico? Porque as células do tecido adiposo são ricas em mitocôndrias?

A teoria quimiosmótica admite que a energia dos nutrientes é utilizada para gerar um fluxo de prótons (H+), cuja energia forma ATP a partir de ADE. Os íons H+, produzidos no ciclo do acido cítrico na matriz mitocondrial, são transportados ativamente através da membrana interna e acumulados no espaço intermembranoso, graças a energia liberada pelos elétrons.

8) O que é termogenina? Qual sua função?

Termogenina é uma molécula geradora de calor, essa proteína permite que os prótons, acumulados no espaço intermembranoso, fluam livremente de volta para a matriz, sem passar pelos corpúsculos elementares. Consequentemente, não ocorre síntese de ATP e a energia derivada do fluxo de prótons é dissipada sob a forma de calor.

9) Por que se diz que as mitocôndrias do ponto de vista energético são mais eficientes do que os motores produzidos pelo homem?

Do ponto de vista de rendimento energético, a mitocôndria é muito mais eficiente do que os motores construídos pelo homem. Calcula-se que, aproximadamente, a metade da energia liberada dos nutrientes é armazenada pelas mitocôndrias em moléculas de ATP. Os outros 50% são dissipados sob forma de calor, que é utilizado para aquecer o corpo.

10) Quais