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.