Mitocôndrias

Definição de Mitocôndria

Por Mitocôndria se compreende uma organela presente na maior parte das células eucarióticas (aquelas quem tem o núcleo separado por membrana).

Esta organela é uma das mais importantes: ela é responsável pela respiração celular, utilizando substâncias orgânicas, como a glicose, entre outras, para a conversão destas em energia para as atividades celulares.

As mitocôndrias de forma geral, podem ser consideradas o motor das células.

As mitocôndrias são conhecidas como as usinas de força da célula.

São as mitocôndrias que transformam a energia química dos metabólitos do citoplasma em energia que é facilmente utilizada pelas células, sob a forma de ATP (adenosina trifosfato). Por serem o “motor”, elas são encontradas em grandes quantidades em células que demandam grande consumo energético, como as células do sistema nervoso, coração e sistema muscular.

Os processos bioquímicos da célula são conhecidos como respiração celular. Muitas das reações envolvidas na respiração celular acontecem nas mitocôndrias.

As mitocôndrias são as organelas de trabalho que mantêm a célula cheia de energia.

Normalmente, existem cerca de 2.000 mitocôndrias por célula, representando cerca de 25% do volume celular.

Em 1890, as mitocôndrias foram descritas pela primeira vez por Richard Altmann e ele as chamou de bioblastos. Benda no ano de 1897 cunhou o termo “mitocôndria”.

O que são mitocôndrias?

As mitocôndrias são as usinas de energia das células animais e vegetais. Eles convertem o NADH e o NADPH transmitidos pelo sangue em ATP (trifosfato de adenosina), a moeda comum de energia da maquinaria celular.

Suspeita-se fortemente que as mitocôndrias derivam de células simbióticas primitivas que vivem em cooperação com outras células.

Essas organelas têm seu próprio DNA, e a evolução já passou milhões de anos transferindo DNA de forma incremental da mitocôndria para o núcleo da célula, onde reside o resto do DNA.

As mitocôndrias são frequentemente chamadas de usina de energia da célula

Uma célula média possui 2.000 mitocôndrias, que ocupam cerca de 20% do volume total. O interior de uma mitocôndria, observável ao microscópio quando corado, contém uma membrana altamente dobrada.

Essas dobras são chamadas de cristas. As cristas existem para maximizar a área de superfície desta membrana, tornando possível um alto rendimento de ATP.

A mitocôndria é uma das poucas organelas com estrutura de membrana dupla.

Sua membrana externa usa bicamadas de fosfolipídios e proteínas para impedir a entrada de moléculas com peso atômico superior a 5.000.

Proteínas especiais maiores do que isso só podem atingir o interior da mitocôndria por meio de transporte ativo. A membrana interna é a mais impermeável de todas, deixando apenas os átomos entrarem e saírem por meio do transporte ativo.

As mitocôndrias desempenham papéis críticos em muitos aspectos do metabolismo e podem ter funções especializadas dependendo da célula. Por exemplo, no fígado, mitocôndrias especializadas processam amônia, um resíduo celular. Quando certas mitocôndrias se rompem devido a mutações genéticas, surgem doenças mitocondriais.

Estrutura

As mitocôndrias contam com duas membranas, sendo uma interna e outra externa, as quais são separadas pelo espaço intermembranoso. A membrana interna conta com várias dobras, chamadas cristas mitocondriais.

O formato dobrado permite ampliar a superfície dessa membrana, que delimita a matriz mitocondrial. É na matriz mitocondrial que se encontram ribossomos, enzimas, além da presença de água e íons, como também há DNA e RNA.

Detalhe: as mitocôndrias apresentam DNA próprio, que estão presentes como filamentos duplos e circulares, semelhantes aos cromossomos bacterianos.

Estrutura – Mitocôndria

As mitocôndrias são organelas presentes em todas as células eucarióticas podendo ter formas e tamanhos variados, possuem grande mobilidade, localizando-se em sítios intracelulares onde há maior necessidade de energia, pois sua função principal é a produção de ATP.

Mitocôndria

Esse compartimento é formado por duas camadas de membrana, uma externa, altamente permeável que possui proteínas formadoras de poros (porinas) que permitem o trânsito livre de moléculas, e uma interna, altamente especializada e mais fina que se dobra formando pregas chamadas cristas.

Dentro da membrana interna existe uma substância amorfa onde estão os ribossomos, o DNA mitocondrial e as enzimas, responsáveis pelas várias funções da mitocôndria.

E entre as membranas está o espaço intermembrana, que contém várias enzimas e onde acumula prótons transportados da matriz.

Estrutura de uma Mitocôndria

O que é uma membrana mitocondrial?

Para fins de definição, o termo membrana mitocondrial pode significar a membrana interna ou externa de uma célula mitocondrial, dependendo do contexto em que o termo é usado. Como tal, as membranas associadas às mitocôndrias são identificadas como a membrana mitocondrial interna ou a membrana mitocondrial externa. A membrana externa de uma mitocôndria é lisa e envolve toda a organela.

Comparativamente, a membrana mitocondrial interna forma as cristas, um caminho torcido e giratório que lembra as dobras de um cérebro.

Para entender completamente as membranas mitocondriais, é necessário primeiro entender os eucariotos e como sua estrutura celular se relaciona com as mitocôndrias.

Organismos com estruturas celulares complexas baseadas em membrana, incluindo plantas, animais e humanos, são conhecidos como eucariotos. Todos os eucariotos dependentes de oxigênio têm mitocôndrias.

As mitocôndrias aparecem dentro de cada uma das células do eucarioto e são responsáveis pela produção de trifosfato de adenosina (ATP), uma fonte de energia química derivada do oxigênio e vários nutrientes.

Sob grande aumento, as mitocôndrias apresentam-se em forma oval ou oblonga, com uma membrana dupla e uma área interna conhecida como matriz. Numerosas mitocôndrias existem dentro de uma única célula, com formatos e tamanhos exatos dependendo do tipo específico de célula. Além disso, as mitocôndrias de um organismo têm uma aparência diferente das de outro organismo.

É função das mitocôndrias realizar a respiração aeróbica, o processo de transformar oxigênio e nutrientes em ATP.

Este processo ocorre ao longo das cristas ou membrana mitocondrial interna usando enzimas embutidas na membrana e proteínas da matriz. Depois que o ATP é produzido, a célula usa a substância química como fonte de energia para permitir o movimento celular, a divisão celular e outras funções metabólicas.

Enquanto a membrana mitocondrial interna ajuda na produção de ATP, a membrana mitocondrial externa serve como um filtro. Usando uma proteína chamada porina, a membrana externa forma canais que apenas permitem que moléculas de um determinado tamanho entrem na mitocôndria. Uma vez lá dentro, as moléculas são filtradas pela membrana interna.

Apenas aquelas moléculas que são pré-determinadas como cruciais para a produção de ATP podem passar pela membrana interna.

Ambas as membranas mitocondriais interna e externa têm uma função importante na função geral da mitocôndria. Embora ambos tenham um propósito, a maior parte da atividade da organela envolve a membrana mitocondrial interna e a matriz.

Ao considerar as comparações de tamanho, as cristas são consideravelmente maiores do que a membrana externa, devido à sua natureza torcida e convoluta. Com a maior área de superfície das cristas, cada mitocôndria é capaz de hospedar mais das enzimas necessárias para produzir ATP, fornecendo assim à célula mais energia para funcionar.

Qual é a relação entre ATP e mitocôndrias?

O ATP e as mitocôndrias são essenciais para o funcionamento das células humanas. O corpo usa trifosfato de adenosina (ATP) para obter energia e as mitocôndrias são as organelas onde a energia é produzida em cada uma dessas células. Especificamente, o ATP é feito nas dobras da membrana interna da mitocôndria. Quanto mais dobras, ou cristas, a membrana do mitochnodrion tem, mais ATP pode produzir.

Cada célula eucariótica tem uma ou mais mitocôndrias, dependendo da finalidade da célula e de quanta energia a célula geralmente precisa para funcionar.

Cada mitocôndria possui uma membrana externa lisa e uma membrana interna altamente dobrada. A membrana interna mantém a cadeia de transporte de elétrons usada na respiração celular.

A respiração celular é o processo que transforma a energia química armazenada nos alimentos em energia que pode ser usada no corpo, ou seja, ATP.

Em humanos, a cadeia de transporte de elétrons é a etapa final na respiração celular aeróbica. Um elétron excitado é passado por uma cadeia de proteínas embutidas na membrana interna de uma mitocôndria.

Em cada proteína, alguma energia é liberada e essa energia é usada para colocar um grupo fosfato adicional no difosfato de adenosina (ADP) para fazer uma molécula de ATP.

A cadeia de transporte de elétrons pode produzir até 34 moléculas de ATP por ciclo, dependendo do tipo de célula e das condições ambientais.

A quantidade de ATP e mitocôndrias dentro de uma célula depende de sua função. As células que requerem mais energia, como as células musculares, tendem a ter mais mitocôndrias do que algumas outras células.

Além disso, essas mitocôndrias têm mais cristas. Como as cristas são os locais das cadeias de transporte de elétrons, as células com mais mitocôndrias e mais cristas podem produzir mais ATP. Mudanças na acidez ou na temperatura do ambiente podem fazer com que as proteínas que constituem a membrana interna da mitocôndria se desdobrem e a célula pode perder parte de sua capacidade de produzir ATP.

A produção de ATP na mitocôndria também depende da presença de oxigênio. O oxigênio é o aceptor final de elétrons na cadeia de transporte de elétrons. Se não houver oxigênio suficiente disponível, a cadeia de transporte de elétrons volta ao normal e não funcionará na produção de ATP.

A maioria dos organismos sofre fermentação neste caso para produzir uma quantidade mínima de ATP para continuar as funções normais do corpo.

Períodos prolongados sem oxigênio suficiente podem causar danos permanentes a várias partes do corpo devido à falta de energia.

O ATP libera energia quebrando uma ligação que mantém um dos três grupos fosfato à adenosina. Cada uma dessas ligações contém uma grande quantidade de energia que pode ser usada pelo corpo.

Se um grupo fosfato é liberado, o ATP se torna uma molécula de ADP. Mais um grupo de fosfato pode ser quebrado para produzir monofosfato de adenosina (AMP).

O AMP pode adquirir um grupo fosfato para fazer ADP e, se outro grupo fosfato for adicionado usando energia da cadeia de transporte de elétrons na mitocôndria, ele se torna ATP novamente.

Fonte: www.genome.gov/www.mrc-mbu.cam.ac.uk/www.ncbi.nlm.nih.gov/qbi.uq.edu.au/www.wisegeek.org/www.biology4kids.com/teachmephysiology.com/www.medicalnewstoday.com/micro.magnet.fsu.edu