As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP

As mitocôndrias são organelas complexas presentes apenas em células eucarióticas.

A sua função é produzir a maior parte da energia das células, através do processo chamado de respiração celular.

O tamanho, a forma, a quantidade e a distribuição das mitocôndrias variam de acordo com o tipo de célula. Elas ainda possuem o seu próprio material genético.

Estrutura da mitocôndria

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Representação do esquema da mitocôndria

As mitocôndrias são formadas por duas membranas lipoproteicas, sendo uma externa e outra interna:

  • Membrana externa: semelhante a de outras organelas, lisa e composta de lipídeos e proteínas chamadas deporinas, que controlam a entrada de moléculas, permitindo a passagem de algumas relativamente grandes.
  • Membrana interna:é menos permeável e apresenta numerosas dobras, chamadas de cristas mitocondriais.

As cristas mitocondriais se projetam para a parte interna da mitocôndria, um espaço central chamado matriz mitocondrial, que é preenchida por uma substância viscosa onde estão enzimas respiratórias que participam do processo de produção de energia.

Na matriz são encontrados os ribossomos, organelas que produzem proteínas necessárias à mitocôndria. Eles são diferentes daqueles encontrados no citoplasma celular e mais parecidos com o das bactérias. Outra característica comum a bactérias e mitocôndrias é a presença de moléculas circulares de DNA.

Respiração Celular

As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP
Esquema da Respiração Celular

A respiração celular é um processo de oxidação de moléculas orgânicas, tais como ácidos graxos e glicídeos, em especial a glicose, que é a principal fonte de energia utilizada pelos organismos heterotróficos.

A glicose é proveniente da alimentação (sendo produzida pelos organismos autotróficos através da fotossíntese) e convertida em gás carbônico e água, produzindo moléculas de ATP(adenosina trifosfato), as quais são usadas em diversas atividades celulares.

Esse modo de produção de energia é muito eficiente, pois se tem um saldo de 38 ATP, por cada molécula de glicose, ao fim do processo.

Veja também:

  • ATP
  • Metabolismo Energético

A degradação da glicose envolve diversas moléculas, enzimas e íons e acontece em 3 etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa. As duas últimas fases são as que mais produzem energia e ocorrem na mitocôndria, enquanto a glicólise acontece no citoplasma.

A equação química geral do processo é representada da seguinte forma:

C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia

Como surgiram as mitocôndrias?

As mitocôndrias possuem características bioquímicas e moleculares semelhantes às bactérias, como a presença de DNA circular e ribossomos. Por esse motivo, os cientistas acreditam que a sua origem esteja relacionada com seres procarióticos ancestrais.

Segundo a Teoria Endossimbiótica ou Endossimbiogênese, organismos procariotas antigos teriam se hospedado com sucesso dentro das células eucariotas de organismos primitivos, evoluindo para as atuais mitocôndrias.

O mesmo teria acontecido com os cloroplastos, que se assemelham às mitocôndrias pela presença de membrana dupla e sua capacidade de autoduplicação.

Veja também: Células procariontes e eucariontes

Curiosidades

  • A palavra mitocôndria deriva do grego, mitos (linha/fio) + chondros (grânulo/grão).
  • As mitocôndrias são esféricas ou alongadas e possuem dimensões aproximadas de 0,5 a 1 µm de diâmetro. Elas podem representar até 20 % do volume celular total.
  • O DNA das mitocôndrias é de origem exclusivamente materna.
  • As mitocôndrias também estão relacionadas com o processo de morte celular por apoptose.

As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

As mitocôndrias são organelas celulares presentes praticamente em todas as células eucarióticas e responsáveis pelo processo de respiração celular. Elas são encontradas em maior número em células e nas regiões celulares em que há maior gasto energético. As mitocôndrias originaram-se de organismos aeróbios, há cerca de 2,5 bilhões de anos, e apresentam algumas características peculiares, como a presença de uma dupla membrana e um DNA circular.

Leia também: Complexo golgiense: organela responsável pela secreção celular

As mitocôndrias são organelas encontradas na maioria das células eucarióticas, as hemácias, por exemplo, não apresentam mitocôndrias. Essas organelas podem ser arredondadas ou alongadas e apresentam entre 1 µm e 10 µm de comprimento e entre 0,5 µm e 1,0 µm de largura. As mitocôndrias são as organelas responsáveis pelo processo de respiração celular, um processo de obtenção de energia que acontece na presença de oxigênio.

As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP
As mitocôndrias são organelas celulares responsáveis pelo processo de respiração celular.

Assim, a quantidade de mitocôndrias na célula, bem como a sua distribuição dentro dela, está relacionada ao requerimento energético da célula, sendo que, em células que há um maior gasto de energia, essas organelas são encontradas em maior quantidade e localizadas em regiões específicas, nas quais ocorre esse gasto energético.

Além da produção de energia, essas organelas são responsáveis, juntamente ao retículo endoplasmático liso, pela regulação da concentração de alguns íons no citoplasma das células.

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Constituição das mitocôndrias

As mitocôndrias são organelas membranosas e, assim como os cloroplastos, apresentam duas características bem peculiares: a presença de dupla membrana e material genético próprio. Nas mitocôndrias, as membranas externa e interna são separadas por um espaço denominado de espaço intermembranoso, que apresenta entre 8 nm e 10 nm de espessura.

A membrana externa apresenta algumas enzimas e proteínas transmembranas, estas permitem a passagem de algumas moléculas para o espaço intermembranoso, tornando esse meio semelhante ao do citosol. No espaço intramembranoso, são encontrados também prótons que atuam no transporte iônico através de complexos fosforilativos na respiração celular.

A membrana interna apresenta cristas, que são projeções da membrana direcionadas para o interior da organela, aumentando a sua superfície e delimitando esse espaço interno, denominado de matriz mitocondrial. As cristas apresentam também alguns componentes, como enzimas, que participam da fosforilação oxidativa e da cadeia transportadora de elétrons no processo de respiração celular.

Na matriz mitocondrial são encontrados ribossomos, grânulos que armazenam alguns cátions, RNA, enzimas, como as que participam do ciclo de Krebs (ou ciclo do ácido cítrico), além de seu material genético.

As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP
Dentre as características das mitocôndrias, podemos destacar sua membrana dupla e um DNA próprio.

As mitocôndrias apresentam pequenas moléculas de DNA, que se apresentam como filamentos duplos e circulares, carregando alguns genes que são transmitidos para as organelas filhas após a sua reprodução (fissão). O processo de duplicação do DNA mitocondrial é independente da duplicação do DNA presente no núcleo da célula. O DNA mitocondrial é uma herança materna, pois apenas as mitocôndrias do gameta feminino são transmitidas ao embrião no processo de fecundação.

Leia também: Cloroplastos – organelas vegetais responsáveis pela fotossíntese

Origem das mitocôndrias

A teoria mais aceita atualmente sobre a origem das mitocôndrias é denominada de teoria endossimbiótica. Segundo ela, as mitocôndrias teriam surgido, há cerca de 2,5 bilhões de anos, de um processo de endossimbiose, em que um organismo menor, denominado de simbionte, passa a viver dentro de outro, o hospedeiro, que é maior, em uma relação benéfica.

De acordo com essa teoria, o hospedeiro deveria ser um organismo anaeróbio (não utiliza oxigênio em seus processos para obtenção de energia), e o simbionte, um procarionte aeróbio (utiliza oxigênio em seus processos para obtenção de energia, obtendo um saldo energético maior do que nos processos anaeróbios).

Ao englobar o organismo aeróbio (acredita-se que tenha sido uma bactéria), sem digeri-lo, o organismo hospedeiro conseguiu obter um maior aproveitamento energético de seus alimentos, sendo que o organismo simbionte favoreceu-se da presença de alimento, bem como do abrigo e proteção.

Assim, o surgimento da mitocôndria dá-se pelo fato de que o organismo aeróbio tornou-se parte do organismo hospedeiro, perdendo a capacidade de viver de forma independente e tornando-se necessário para a obtenção de energia pela célula hospedeira. Para saber mais sobre o processo de surgimento das mitocôndrias, acesse: Origem da mitocôndria.

Respiração celular

As mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia ATP
Na respiração celular, parte da energia obtida será armazenada nas moléculas de ATP.

Arespiração celular é um processo utilizado por alguns organismos para a obtenção de energia. Esse termo geralmente se refere ao processo que ocorre na presença de oxigênio nas mitocôndrias. O processo de respiração celular consiste na oxidação de uma molécula orgânica, geralmente a glicose, obtida através dos alimentos, liberando energia.

Parte da energia obtida nesse processo é armazenada na forma de moléculas de Adenosina Trifosfato (ATP) e será utilizada, posteriormente, nas mais diversas reações do organismo, e a outra parte é liberada na forma de calor. A respiração celular pode ser dividida em três etapas: a glicólise, o ciclo do ácido cítrico (ou ciclo de Krebs) e a fosforilação oxidativa.

Resumo sobre mitocôndrias

  • As mitocôndrias são organelas celulares encontradas na maioria das células eucarióticas.

  • As mitocôndrias são responsáveis pelo processo de respiração celular.

  • As mitocôndrias apresentam membrana dupla e um DNA circular próprio.

  • As mitocôndrias surgiram de um processo de endossimbiose entre um organismo aeróbico e um anaeróbio.

  • A respiração celular é um processo aeróbio para obtenção de energia.

Por Helivania Sardinha dos Santos

Quais são as organelas que produzem ATP?

As mitocôndrias são organelas celulares encontradas exclusivamente nas células eucariontes. É nelas que ocorre a respiração celular, um processo em que moléculas orgânicas são utilizadas na fabricação de adenosina trifosfato (ATP), que é a principal fonte de energia das células.

Como as mitocôndrias produzem ATP?

A função da mitocôndria de gerar energia ocorre através do processo conhecido como respiração celular. O processo consiste em oxidar moléculas - geralmente derivadas da glicose presente no citoplasma - e converter a energia gerada dessa oxidação para a formação de moléculas carreadoras de energia, como o ATP.

Onde estão presentes as mitocôndrias organelas celulares relacionadas com a produção de energia?

As mitocôndrias são encontradas em células eucariontes. Mitocôndrias estão relacionadas com o processo de respiração celular e são encontradas em maior número em células que apresentam grande atividade metabólica. Mitocôndrias são organelas que apresentam dupla membrana.

Qual e a função da mitocôndria?

Essas organelas têm funções essenciais nas células humanas, como: a produção de energia (ATP) para as atividades do organismo, atuação na morte celular por apoptose, produção de calor e contribuição genética a partir do DNA mitocondrial.