Mitocôndrias
1-2 m de comprimento x 0,5-1 m de largura
Ultraestrutura• Membrana mitocondrial externa (MME):
50% lípidos50% proteínasCanais de porina bastante permeável.
• Membrana mitocondrial interna (MMI):lípidos: a cardiolipina reduz a permeabilidade.76% do peso total são proteínas.
• Cristas mitocondriais: aumentam a superfície.• Espaço intermembranar: 6% do total das proteínas.• Matriz mitocondrial: 67% das proteínas da
mitocôndria.
Vias metabólicas oxidativasFONTE DE ENERGIA: Glicose
Organismos aeróbios: Glicólise + Ciclo de Krebs + Fosforilação
oxidativa
32 ATPOrganismos anaeróbios: Glicólise +
Fermentação
2 ATP
Glicólise
Funções da glicólise1. Formação de moléculas que
podem ser utilizadas para sintetizar novas moléculas.
2. Armazenamento de energia sob a forma de ATP (adenosina trifosfato).
3. Formação de NADH.
Fermentações
1. LÁCTICAPiruvato + NADH + H + Ácido
láctico + NAD+
Lactato desidrogenase
Pode ocorrer em microrganismos e em células de organismos superiores.
Ciclo de Cori
Nos tecidos musculares, a finalidade da reacção que conduz a formação de lactato é a de regenerar NAD+ de modo a que a glicólise não pare.
Glucose
Piruvato
Lactato
MÚSCULO
Glucose
Piruvato
Lactato
FÍGADO
SANGUEGlicóliseGluconeogénese
Lactato desidrogenase
Lactato desidrogenase
2. ALCOÓLICA
Piruvato Aldeído acético + CO2
Piruvato descarboxilase
Aldeído acético + NADH + H+ Etanol + NAD+
Alcool desidrogenase
Etanol Aldeído acético + CoA + NAD+ Acetil-CoA Síntese de ácidos
gordos
Ciclo de Krebs
Descarboxilação oxidativa
Piruvato + CoA Acetil-CoA Piruvato desidrogenase
O piruvato é transportado desde o hialoplasma até a matriz mitocondrial.
Esta reacção é o elo entre a glicólise e o ciclo de Krebs.
Ciclo de KrebsVia final comum para a oxidação das moléculas de combustíveis: aminoácidos, ácidos gordos e açúcares.
Exorgónica1º ponto de regulação
Cadeia transportadora de electrões
O DNA mitocondrialDescoberto por Chevremont e colaboradores.Dupla hélice circular, não associado às
proteínas cromossómicas características do DNA eucariótico.
Tamanho diferente segundo se trata de células animais: 15-18Kpb; protistas: 15.47 Kpb; fungos: 18-78 Kpb ou plantas: 250-2500 Kpb.
Nos vertebrados, existem entre 5-10 moléculas de DNA por organito.
Funções do mtDNAOs genes codificam os RNA ribossómicos
para mais de 20 tRNA e para numerosos produtos necessários para as funções de respiração celular destes organitos:7 subunidades do complexo I (NADH-CoQ resuctase).1 subunidade do complexo III (citocromo b)3 subunidades do complexo IV (citocromo c oxidase), e 2 subunidades do complexo V (ATP sintetase)
Organismo
Codão Significado no código nuclear
Significado no código mitocondrial
TodosLeveduraDrosophilaHumanoHumano
Rato
UGACUAAGA
AGA, AGGAUA
AUU, AUC, AUA
FinalizaçãoLeucinaArgininaArginina
Isoleucina
Isoleucina
TriptófanoTreoninaSerina
FinalizaçãoMetionina (iniciação)Metionina (iniciação)
Excepções à universalidade do código
Para atribuir às mitocôndrias alteradas geneticamente uma doença humana, devem-se cumprir uma série de critérios:
1. A sua hereditariedade deve apresentar um modelo materno em vez do mendeliano.
2. A anomalia tem de ser um reflexo de uma deficiência na função bioenergética do organito.
3. Tem de se comprovar uma mutação genica específica num dos genes mitocondriais.
Doenças mitocondriaisSão conhecidos vários casos que cumprem estes critérios. Por exemplo, a epilepsia mioclónica e a MERRF. Unicamente os descendentes de mães afectadas herdam a doença, enquanto que os descendentes de pais afectados são todos normais. Outras doenças são a neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON) e o sindroma de Kearns-Sayre (KSS).
Epilepsia Mioclónica: é uma doença transmitida mitocondrialmente, caracterizada por epilepsia, mioclonus e atraso mental progressivo. É ocasionada por mutações no gene mitocondrial tRNALys o que conduz, bioquimicamente, a defeitos nos complexos I e IV da cadeia de fosforilação oxidativa. Como a capacidade de generação de ATP mitocondrial vê-se notavelmente diminuída, produz uma afecção progressiva dos tecidos nervoso e muscular.