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Qual é a energia produzida pela mitocôndria?

Qual é a energia produzida pela mitocôndria?


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Eu sei que a mitocôndria é basicamente a casa de força do corpo, ela consome aminoácidos, ácidos graxos, glicose, etc e oxigênio.

Quando essas moléculas se encontram em uma enzima, ocorre uma série de reações (ciclo de Krebs) que terminam em CO2, H20 e energia.

Em seguida, a enzima e, posteriormente, as mitocôndrias liberarão sua energia, que será armazenada nas moléculas de ATP.

Minha pergunta é o que é isso energia?


ATP é uma forma de energia química. A hidrólise do terceiro grupo fosfato produz bastante energia:

ΔG ° = −30,5 kJ / mol (−7,3 kcal / mol)

O ATP é usado em uma variedade de processos celulares, desde a transdução de sinal até reações biossintéticas, motilidade e divisão celular.

Um fato bônus interessante: um corpo humano adulto contém apenas cerca de 250 gramas de ATP por vez, mas vira todo o seu peso corporal em ATP no decorrer de um único dia.


O uso da energia no ATP é bastante complexo. Desde meus dias de faculdade, nosso conhecimento de como o ATP é usado se ampliou consideravelmente.

Vejamos primeiro o papel do ATP na bomba de sódio-potássio. Esta bomba usa cerca de 20% do ATP que seu corpo produz, ainda mais se você for um viciado em televisão. O ATP alimenta esse processo anexando seu grupo fosfato terminal à bomba. O grupo fosfato é altamente carregado. Sua fixação puxa e puxa algumas regiões da bomba e repele outras regiões devido ao fato de que muitos dos aminoácidos que compõem a bomba são polares ou carregados. Essas interações elétricas e magnéticas mudam a forma da bomba. Isso faz com que os íons de sódio sejam bombeados para fora da célula, embora sejam mais abundantes lá. Quando o fosfato é liberado, a bomba retorna à sua forma original trazendo íons de potássio e recarregando sódio. É essa ação de bombeamento que, entre outras coisas, fornece a energia para mensagens nas células nervosas e musculares (potenciais de ação).

Provavelmente, o importante uso de energia do ATP é esse. Muitas das reações de que seu corpo necessita são batalhas árduas. Ou seja, há mais energia nas substâncias que desejamos produzir (produtos) do que nas substâncias que devemos usar como matéria-prima (reagentes). Assim, o ATP anexa seu fosfato ao reagente. Isso aumenta a energia do reagente, fazendo com que ele agora tenha mais energia (mais instável) do que o produto que desejamos produzir. A reação agora se torna "ladeira abaixo" e pode prosseguir naturalmente ("espontaneamente") sem segurar um bico de Bunsen sob o seu traseiro. Esse conceito é denominado "reações acopladas", em que pegamos a decomposição "descendente" do ATP e a usamos para impulsionar a produção "ascendente" de uma substância necessária.

Existem duas razões principais pelas quais uma molécula se torna mais energética quando um fosfato é anexado. Agora é mais complexo. A complexidade aumenta a instabilidade, uma consequência das leis da termodinâmica. Outra razão é que o fosfato altamente carregado cria estresse na molécula devido às interações elétricas com outras partes da molécula.

Aqui está uma imagem (minha) para mostrar o conceito de reações acopladas:


Você parece ter entendido mal a energia como algum tipo de substância que é produzida como um produto da respiração celular como o CO2 ou H2O então liberado nas ligações das moléculas de ATP. Lembrar que não é uma substância e que é transferido (e não feito) pela quebra e formação de ligações no processo de respiração deve ajudar a esclarecer isso.


Mitocôndria e envelhecimento (CER)

  • Contribuição de Shannan Muskopf
  • Instrutor de Biologia do Ensino Médio no Distrito Escolar de Granite City
  • Fonte do Biology Corner

Aristóteles acreditava que possuímos uma quantidade finita de alguma “substância quovital”. Quando essa substância é consumida, morremos. A ideia baseava-se no princípio de que, se você usar algo por tempo suficiente, ele acabará se desgastando. Alguns filósofos até argumentaram que cada pessoa tinha apenas um número finito e predeterminado de respirações ou batimentos cardíacos e que, uma vez que fossem usados, você morreria. Os biólogos sempre tiveram curiosidade sobre o que causa o envelhecimento e a morte, e resolver esse enigma pode ser a chave para uma expectativa de vida mais longa e melhor qualidade de vida. Os cientistas propuseram uma nova hipótese com base nesta velha ideia de uma "substância quovital", de que o consumo de energia limita a longevidade. Em outras palavras, o de um organismo taxa metabólica determina sua vida útil.

À medida que envelhecemos, as mitocôndrias tornam-se maiores e menos numerosas e, às vezes, desenvolvem anormalidades em sua estrutura. Experimentos realizados em camundongos mostram que níveis aumentados de mutações mitocondriais estão relacionados a uma variedade de mudanças relacionadas à idade, como osteoporose, perda de cabelo e redução de peso. A & ldquo Teoria do Envelhecimento Mitocondrial & rdquo postula que o acúmulo de danos ao DNA de uma mitocôndria leva ao envelhecimento em humanos e animais.

As mitocôndrias são únicas por serem as únicas organelas nas células animais que possuem seu próprio DNA, conhecido como mtDNA, que é separado do DNA no núcleo da célula. Quando uma célula se divide, as mitocôndrias se dividem independentemente e novas mitocôndrias são passadas para as novas células. As novas filhas criadas por meio da mitose são idênticas à célula original, mas podem conter mitocôndrias com novas mutações. Cada nova divisão celular tem a possibilidade de resultar em mutações no núcleo da célula e no mtDNA.

Como as mitocôndrias e a taxa metabólica estão relacionadas?

A taxa metabólica se refere à quantidade de energia que é usada por um organismo para manter os processos vitais. Em um nível celular, as mitocôndrias usam oxigênio para converter alimentos (glicose) em uma molécula armazenadora de energia chamada trifosfato de adenosina, ou apenas ATP. Este processo é chamado respiração celular. O ATP produzido nesta reação é então usado pela célula para manter a homeostase e garantir que a célula e o corpo funcionem normalmente.


Por que as mitocôndrias são conhecidas como a & # 8216energia da célula & # 8217?

Por que as mitocôndrias são conhecidas como a & # 8216 moeda de energia da célula & # 8217, discuta.

Nehal Rathi

As mitocôndrias são organelas de membrana dupla. A mitocôndria é conhecida como & # 8220 moeda de energia da célula & # 8221 ou "a casa de força da célula" porque produz ATP. ATP significa trifosfato de adenosina, é um tipo de energia que é liberada. Eles contêm seus próprios ribossomos e DNA. Ajuda na respiração celular por causa da produção de ATP nesta célula. O ATP é produzido pelo consumo de glicose e outros nutrientes.

A mitocôndria usa oxigênio e, como subproduto, libera dióxido de carbono. Na verdade, após cada respiração, o ser humano inala oxigênio e o dióxido de carbono que é liberado para fora do corpo é produto da célula. Um ser humano pode ter uma única mitocôndria grande ou mesmo milhares de pequenas mitocôndrias. Ele também armazena cálcio, pois é uma parte muito importante do nosso corpo que ajuda no funcionamento da fertilização dos músculos, coagulação do sangue, etc. O tamanho de uma mitocôndria é geralmente de 1-10 micrômetros de comprimento.

O ATP também é uma boa fonte de energia para o nosso corpo. eles têm o poder de reciclá-los. É produzido em plantas, animais e humanos. Pode ser usado em processos endotérmicos e exotérmicos. Quando uma célula do nosso corpo se torna velha ou quebrada, ela deve ser removida e destruída para que novas células possam ser formadas. As mitocôndrias desempenham um papel muito importante, pois decidem quais células devem ser removidas e destruídas.

A mitocôndria desempenha um papel muito importante, pois absorve o cálcio, passa os ferros e o armazena até que seja necessário para o exterior. A mitocôndria também é útil para produzir calor em nosso corpo; ela pode usar um tecido chamado gordura marrom, que pode ser usado para gerar calor. A gordura marrom é encontrada em seu nível mais alto em bebês e diminui lentamente à medida que a idade de uma pessoa aumenta. Essas são as razões pelas quais ela é chamada de & # 8220 moeda de energia da célula & # 8221.


Outras Organelas

Além do núcleo, as células eucarióticas possuem muitas outras organelas, incluindo ribossomos e mitocôndrias. Os ribossomos estão presentes em todas as células.

Ribossomos

Ribossomos são pequenas organelas e são os locais de síntese (ou montagem) de proteínas. Eles são feitos de proteína ribossômica e RNA ribossômico e são encontrados em células eucarióticas e procarióticas. Ao contrário de outras organelas, os ribossomos não são circundados por uma membrana. Cada ribossomo tem duas partes, uma grande e uma pequena subunidade, conforme mostrado na Figura abaixo. As subunidades são anexadas umas às outras. Os ribossomos podem ser encontrados sozinhos ou em grupos dentro do citoplasma. Alguns ribossomos estão ligados ao retículo endoplasmático (ER) (como mostrado em Figura abaixo), e outros estão anexados ao envelope nuclear.

As duas subunidades que constituem um ribossomo, pequenas organelas que são fábricas de proteínas intercelulares.

Ribozimas são moléculas de RNA que catalisam reações químicas, como a tradução.Tradução é o processo de ordenar os aminoácidos na montagem de uma proteína, e a tradução será mais discutida em outro conceito. Resumidamente, os ribossomos interagem com outras moléculas de RNA para formar cadeias de aminoácidos chamadas cadeias polipeptídicas, devido à ligação peptídica que se forma entre os aminoácidos individuais. As cadeias polipeptídicas são construídas a partir das instruções genéticas contidas em uma molécula de RNA mensageiro (mRNA). Cadeias polipeptídicas que são feitas no ER bruto (discutido abaixo) são inseridas diretamente no ER e, em seguida, são transportadas para seus vários destinos celulares. Ribossomos no ER rugoso geralmente produzem proteínas que são destinadas à membrana celular.

Os ribossomos são encontrados em células eucarióticas e procarióticas. Os ribossomos não são envolvidos por uma membrana. As outras organelas encontradas nas células eucarióticas são circundadas por uma membrana.

Mitocôndria

Uma mitocôndria (mitocôndria, plural), é uma organela fechada por membrana que é encontrada na maioria das células eucarióticas. As mitocôndrias são chamadas de "plantas energéticas" da célula porque são os locais de respiração celular, onde usam energia de compostos orgânicos para produzir ATP (trifosfato de adenosina). ATP é a fonte de energia da célula que é usada para coisas como movimento e divisão celular. Parte do ATP é produzida no citosol da célula, mas a maior parte é produzida dentro das mitocôndrias. O número de mitocôndrias em uma célula depende das necessidades de energia da célula. Por exemplo, células musculares humanas ativas podem ter milhares de mitocôndrias, enquanto glóbulos vermelhos menos ativos não têm nenhuma.

(uma): Micrografia eletrônica de uma única mitocôndria, dentro da qual você pode ver muitas cristas. As mitocôndrias variam de 1 a 10 & mãe em tamanho. (b): Este modelo de mitocôndria mostra o arranjo organizado das membranas interna e externa, a matriz da proteína e as membranas mitocondriais internas dobradas.

Como Figura acima de (uma) e (b) mostrar, uma mitocôndria tem duas membranas fosfolipídicas. A membrana externa lisa separa a mitocôndria do citosol. A membrana interna tem muitas dobras, chamadas cristas. O interior cheio de fluido da mitocôndria, chamado matriz, é onde a maior parte do ATP da célula é produzida.

Embora a maior parte do DNA de uma célula esteja contida no núcleo da célula, as mitocôndrias têm seu próprio DNA. As mitocôndrias são capazes de se reproduzir assexuadamente e os cientistas acham que descendem de procariontes. De acordo com a teoria endossimbiótica, as mitocôndrias já foram procariontes de vida livre que infectaram ou foram engolfadas por células eucarióticas antigas. Os procariotos invasores foram protegidos dentro da célula hospedeira eucariótica e, por sua vez, o procarioto forneceu ATP extra para seu hospedeiro.


Trazendo nova energia para a pesquisa de mitocôndrias

Pequenas mitocôndrias em nossas células transformam oxigênio e nutrientes em energia utilizável em um processo chamado respiração. Esse processo é essencial para alimentar nossas células e, no entanto, apesar de sua importância, muitos dos detalhes mais sutis de como isso acontece permanecem desconhecidos. Um antigo mistério é como uma molécula chamada nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD), que desempenha um grande papel na respiração e no metabolismo, entra na mitocôndria em humanos e outros animais. As mitocôndrias usam NAD para produzir trifosfato de adenosina (ATP), as moléculas de fornecimento de energia usadas em toda a célula. Os pesquisadores conheciam as identidades das moléculas que transportam o NAD da célula mais ampla para a mitocôndria de leveduras e plantas, mas não encontraram o equivalente animal - na verdade, houve algum debate sobre se uma existia ou se as células animais usavam outros métodos completamente .

Agora, a pesquisa da pesquisadora de pós-doutorado Nora Kory no laboratório do membro do Instituto Whitehead David Sabatini pode encerrar o debate. Em um artigo publicado na Science Advances em 9 de setembro, os pesquisadores mostram que o transportador de NAD humano ausente é provavelmente a proteína MCART1. Esta descoberta não apenas responde a uma questão de longa data sobre um processo celular vital, mas pode contribuir para a pesquisa sobre o envelhecimento - durante o qual os níveis de NAD das células caem - bem como pesquisas sobre doenças que envolvem certas disfunções mitocondriais, para as quais as células com transportadores de NAD quebrados poderiam ser um modelo experimental.

“Acho impressionante que as mitocôndrias desempenhem um papel tão importante no metabolismo da célula, que por sua vez desempenha um papel enorme na saúde e na doença, mas ainda não entendemos como todas as moléculas envolvidas entram e saem das mitocôndrias. Foi emocionante preencher uma peça desse quebra-cabeça. ” Kory diz.

UMA DESCOBERTA INESPERADA

Kory não se propôs a encontrar a tão procurada molécula de transporte. Em vez disso, ela estava tentando entender melhor a respiração mitocondrial mapeando os genes envolvidos. Ela estava comparando os perfis de essencialidade do gene, que mostram o quão importante um gene é para diferentes processos em uma célula - quanto mais co-essenciais são dois genes, maior a probabilidade de estarem envolvidos no mesmo processo celular - e um gene se destacou: MCART1, também conhecido como SLC25A51. Era altamente correlacionado com outros genes envolvidos na respiração mitocondrial e pertencia a uma família de genes conhecidos por codificar transportadores, mas sua função era desconhecida. A proteína codificada por MCART1 claramente desempenhou um papel importante, então Kory decidiu descobrir o que era conforme sua pesquisa progredia, ela percebeu que havia encontrado o transportador NAD ausente.

Kory e colegas aplicaram uma abordagem comum para determinar a função de MCART1: inativar o gene nas células e ver o que se decompõe em sua ausência. Essa abordagem é como solucionar problemas em uma máquina se você cortar um fio em seu carro e os faróis pararem de funcionar, mas tudo estiver bem, então o fio provavelmente estava ligado aos faróis. Quando os pesquisadores removeram o MCART1, as células exibiram consumo de oxigênio muito menor, respiração reduzida e produção de ATP e dependência de outros meios muito menos eficientes de produção de ATP - exatamente o que você esperaria ver se o gene inativado fosse necessário para a respiração. Além disso, a maior mudança que os pesquisadores observaram em células sem MCART1 foi a redução dos níveis de NAD nas mitocôndrias, enquanto os níveis de NAD na célula mais ampla permaneceram os mesmos, que eles quantificaram usando experimentos previamente desenvolvidos em laboratório. Os pesquisadores confirmaram que MCART1 é essencial para o transporte de NAD em mitocôndrias isoladas e a superabundância de MCART1 causou um aumento na captação.

“É muito gratificante quando nosso laboratório retorna às técnicas que desenvolvemos para fazer novas descobertas, como a identificação dessa importante proteína”, diz Sabatini, que também é professor de biologia no Massachusetts Institute of Technology e investigador do Howard Instituto Médico Hughes.

A evidência apóia que a proteína MCART1 é ela própria o canal de transporte. No entanto, é possível que a proteína desempenhe algum outro papel essencial de contribuição para o transporte, ou que se combine com outras moléculas para fazer seu trabalho. Para fortalecer a defesa do MCART1 como o transportador, os pesquisadores mostraram que o MCART1 e o transporte NAD de levedura conhecido podem ser trocados entre si em células humanas e de levedura, sugerindo uma função equivalente. Ainda assim, mais experimentos são necessários para determinar o mecanismo preciso de transporte.

Um caso fortuito de descoberta síncrona reforça as descobertas de Kory. Um artigo de outros pesquisadores publicado no mesmo dia na revista Nature também afirmou que MCART1 é o transportador NAD ausente, com base em um conjunto de evidências completamente diferente. Combinados, os documentos fornecem um caso ainda mais convincente.

“Foi bom ver como nossas diferentes abordagens se complementaram e levaram à mesma conclusão”, diz Kory.

Compreender como o NAD chega às mitocôndrias abre novas questões sobre os detalhes da respiração mitocondrial. Kory em breve estará deixando o laboratório de Sabatini para abrir seu próprio laboratório no Harvard T.H. Escola de Saúde Pública Chan, onde pretendia continuar investigando o papel do suprimento de NAD da mitocôndria no metabolismo e na sinalização.

A afiliação principal de David Sabatini é com o Whitehead Institute for Biomedical Research, onde seu laboratório está localizado e todas as suas pesquisas são conduzidas. Ele também é investigador do Howard Hughes Medical Institute e professor de biologia no Massachusetts Institute of Technology.

Kory, N., et al. (2020). MCART1 / SLC25A51 é necessário para o transporte NAD mitocondrial. Science Advances. doi: 10.1126 / sciadv.abe5310

Luongo, T. S., et al. (2020). SLC25A51 é um transportador NAD + mitocondrial de mamífero. Natureza. doi: 10.1038 / s41586-020-2741-7


Partes Mitocondriais

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Como todas as outras organelas celulares, a mitocôndria também é uma organela celular fechada por membrana, contida no citosol (fluido intracelular) das células eucarióticas (células que contêm um núcleo). A estrutura é constituída pelas seguintes partes:

Membrana externa

Este é constituído por uma bicamada fosfolipídica semipermeável, feita de porinas (estruturas proteicas). Esta camada é permeável a íons, ATP (adenosina trifosfato), ADP (adenosina difosfato) e moléculas de nutrientes.

Membrana interna

Esta é uma membrana complexa, mas permeável, feita de moléculas complexas do sistema de transporte de elétrons, complexo de ATP sintetase e proteínas de transporte. Esta camada permite oxigênio, água e dióxido de carbono.

Cristae

As cristas são dobras como prateleiras na membrana interna. Eles ajudam na expansão da estrutura da membrana celular interna quando há necessidade de mais espaço para acomodar mais moléculas de DNA mitocondrial.

Espaço intermembranar

Este é o espaço entre a membrana externa e a interna. O espaço entre as membranas é o principal responsável pela fosforilação oxidativa.

Matriz citoplasmática

A matriz citoplasmática contém as moléculas de DNA (responsáveis ​​pela respiração celular), enzimas (responsáveis ​​pelas reações do ciclo do ácido cítrico), gases dissolvidos (como oxigênio, dióxido de carbono), intermediários recicláveis ​​(servem como ônibus de energia) e água.


Funções de mitocôndria

As mitocôndrias desempenham as funções mais importantes, como oxidação, desidrogenação, fosforilação oxidativa e cadeia respiratória da célula. Sua estrutura e sistema enzimático são totalmente adaptados para suas diferentes funções.

Eles são os verdadeiros órgãos respiratórios das células onde os alimentos, ou seja, carboidratos e gorduras são completamente oxidados em CO2 e H2O. Durante a oxidação biológica dos carboidratos e gorduras, grande quantidade de energia é liberada, a qual é utilizada pela mitocôndria para a síntese do composto rico em energia conhecido como trifosfato de adenosina ou ATP.

Como as mitocôndrias sintetizam um composto ATP rico em energia, elas também são conhecidas como “casas de força”Da célula. Em células animais, as mitocôndrias produzem 95 por cento das moléculas de ATP; 5 por cento restantes são produzidos durante a respiração anaeróbia fora das mitocôndrias. Nas células vegetais, o ATP também é produzido pelos cloroplastos.

Trifosfato de adenosina ou ATP:

O ATP consiste em uma base de adenina purina, uma ribose de açúcar pentose e três moléculas de ácidos fosfóricos. A adenina e o açúcar ribose constituem coletivamente o nucleosídeo adenosina que por ter um, dois ou três grupos fosfato forma o monofosfato de adenosina (AMP), adenosina difosfato (ADP) e trifosfato de adenosina (ATP), respectivamente.

No ATP, o último grupo fosfato está ligado ao ADP por uma ligação especial conhecida como “vínculo rico em energia”Porque quando o último grupo fosfato do ATP é liberado, grande quantidade de energia é liberada. Recentemente, além do ATP, alguns outros compostos químicos ricos em energia foram encontrados para serem ativos no metabolismo celular.

Estes são trifosfato de citosina (CTP), trifosfato de uridina (UTP) e trifosfato de guanosina (GTP). Esses compostos, entretanto, derivam a energia do ATP pelas difosfoquinases de nucleosídeo. A energia para a produção de ATP ou outras moléculas ricas em energia é produzida durante a quebra das moléculas dos alimentos, incluindo carboidratos, gorduras e proteínas (atividades catabólicas e exergônicas).

OXIDAÇÃO DE CARBOIDRATOS:

Os carboidratos entram na célula na forma de monossacarídeos, como glicose ou glicogênio. Esses açúcares hexose são primeiro quebrados em compostos de 3 carbonos (ácido pirúvico) por uma série de reações químicas conhecidas por muitas enzimas.

O ácido pirúvico entra na mitocôndria para sua oxidação completa em CO2 e água. As reações que envolvem a oxidação da glicose em CO2 e água são conhecidas por formarem as vias metabólicas e podem ser agrupadas nas seguintes categorias:

(eu) Glicólise ou vias de Embden-Meyerhof (EMP) ou vias de Embden-Meyerhof-Parnas (EMPP)

(ii) Descarboxilação oxidativa

(iii) Ciclo de Krebs, ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico

(4) Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa.

OUTRAS FUNÇÕES DA MITOCÔNDRIA:

Além da produção de ATP, as mitocôndrias desempenham as seguintes funções importantes em animais:

Produção de calor ou termiogênese:

Em alguns mamíferos, especialmente animais jovens e espécies em hibernação, existe um tecido especializado denominado gordura marrom. Este tecido, normalmente localizado entre as omoplatas, é especialmente importante na regulação da temperatura, pois produz grandes quantidades de calor corporal necessário para a excitação de hibernação. A cor da gordura marrom vem de sua alta concentração de mitocôndrias, que são esparsas nas células de gordura comuns.

As mitocôndrias parecem catalisar o transporte de elétrons da maneira usual, mas são muito menos eficientes na produção de ATP. Assim, uma fração maior do que o normal da energia liberada oxidativamente é convertida diretamente em calor (chamado de não tremor termiogênese).

Atividades biossintéticas ou anabólicas:

As mitocôndrias também desempenham certas funções biossintéticas ou anabólicas. As mitocôndrias contêm DNA e a maquinaria necessária para a síntese de proteínas. Portanto, eles podem fazer menos de uma dúzia de proteínas diferentes. As proteínas até agora identificadas são subunidades da ATPase, porções da redutase responsáveis ​​pela transferência de elétrons de Co Q para o ferro de Cyt c, e três das sete subunidades da citocromo oxidase.

Acúmulo de Ca2 + e fosfato:

Nas mitocôndrias dos osteoblastos presentes em tecidos em calcificação, tendem a acumular-se grandes quantidades de Ca2 + e fosfato (PO4¯). Neles microcristalinos, depósitos eletrodensos podem se tornar visíveis. Às vezes, as mitocôndrias assumem a função de armazenamento, por exemplo, as mitocôndrias do óvulo armazenam grandes quantidades de proteínas de gema e se transformam em plaquetas de gema

P.S. VERMA, V.K. AGARWAL

Biologia Celular: Estrutura e Função das Organelas

David E. Sadava & # 8211 1993

Biologia Celular Essencial

Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin & # 8211 2013


Tudo sobre mitocôndrias

As mitocôndrias são componentes essenciais de quase todas as células do corpo. Essas organelas são a força motriz das células, fornecendo energia para realizar reações bioquímicas e outros processos celulares. As mitocôndrias produzem energia para as células a partir da energia química armazenada nos alimentos que comemos.

Onde as mitocôndrias são encontradas?

As mitocôndrias são encontradas em todas as células do corpo, com exceção de algumas. Geralmente, há várias mitocôndrias encontradas em uma célula, dependendo da função desse tipo de célula. As mitocôndrias estão localizadas no citoplasma das células, juntamente com outras organelas da célula.

Como surgiu a mitocôndria?

Esta questão foi levantada devido a muitas características compartilhadas pelas mitocôndrias e outros organismos vivos unicelulares. Por exemplo, as mitocôndrias são as únicas organelas na célula que contêm seu próprio DNA, bem como seu próprio mecanismo de produção de proteínas. A pesquisa lançou luz sobre a possibilidade de uma teoria conhecida como endossimbiose.
Quando a vida começou em nosso planeta, os organismos unicelulares produziram energia de uma forma altamente ineficiente (respiração anaeróbica, ou seja, sem oxigênio) em comparação com o que a maioria dos organismos multicelulares usam hoje (respiração aeróbica, usando oxigênio). Ao longo do tempo evolutivo, as plantas surgiram e foram capazes de produzir oxigênio na atmosfera dando origem à respiração aeróbia que produzia energia de maneira altamente eficiente. A teoria da endossimbiose sugere que as mitocôndrias já foram organismos vivos livres por conta própria que usavam respiração aeróbica. Células anaeróbicas maiores simplesmente engolfaram essas mitocôndrias aeróbicas para usar sua energia, dando origem a células complexas que encontramos hoje, como as do nosso corpo.

Linha do tempo da doença mitocondrial

A área da medicina mitocondrial é extremamente nova e, portanto, em constante expansão. A descoberta da maioria das doenças mitocondriais, na verdade, só ocorreu nos últimos 30 anos. A linha do tempo abaixo mostra alguns marcos importantes na história da medicina mitocondrial:

1962 - O primeiro caso de suspeita de doença mitocondrial ocorre quando uma mulher tem um metabolismo extremamente rápido e eficiente, e mitocôndrias que eram maiores em tamanho e número em seu tecido muscular
1962 - A coloração química é aplicada às mitocôndrias, para identificar quaisquer alterações observáveis ​​nas mitocôndrias ao microscópio
1975 - O primeiro caso de MELAS é descrito
1981 - O genoma mitocondrial é mapeado
1982 - Artigos científicos são publicados sobre a Síndrome de Kearns-Sayre e MERRF
1984 - Primeiro artigo científico publicado sobre MELAS
1991 - A análise bioquímica e molecular de amostras de tecido de pacientes torna-se disponível comercialmente

Como a energia é produzida?

Nossa comida contém os blocos de construção da vida conhecidos como macromoléculas, ou seja, carboidratos, proteínas e gorduras. A energia armazenada nas ligações moleculares dessas moléculas é convertida em uma fonte de energia utilizável no corpo conhecida como ATP. ATP é a única moeda de energia que pode ser usada em nossos corpos. Este conceito é análogo à energia das usinas que entram em nossas casas. Semelhante às macromoléculas, existem muitas fontes de energia, incluindo hídrica, eólica, nuclear etc. Embora as fontes sejam diferentes, a energia que entra em nossas casas é quase sempre convertida em eletricidade para alimentar vários dispositivos, semelhante a como apenas o ATP em nossas células é usado para realizar funções celulares.
A produção real de ATP é um processo bastante complexo. A membrana interna da mitocôndria é responsável pela produção de energia em massa.

Especificamente, cinco proteínas formam uma cadeia na membrana mitocondrial interna conhecida como cadeia respiratória, que transfere energia (na forma de um elétron) ao longo dessas cinco proteínas até se tornar ATP. Isso é mostrado na animação abaixo.


A mitocôndria produz energia em uma célula, mas como essa energia realmente funciona?

Mais especificamente, gostaria de saber como a energia é usada para fazer funções celulares. Estou estudando biologia e estamos trabalhando com células, mas ninguém pode realmente explicar isso.

Tenho certeza de que alguém virá e dará uma explicação mais detalhada (e talvez mais precisa) em breve, mas sinto falta de falar sobre essas coisas, então responderei de qualquer maneira.

A energia de que sua classe está falando é o ATP, geralmente considerado o combustível para a célula. Já se passou muito tempo desde que fiz aulas de Biologia, mas me lembro de Krebs (ou ciclo do ácido cítrico) sendo o foco das discussões sobre o que a mitocôndria faz (embora faça muito mais do que apenas isso). O produto final do ciclo de Krebs é, obviamente, o ATP.

Agora, o ATP não é a molécula mais complicada que existe. É uma molécula de adenina (uma das bases do DNA e do RNA), com uma molécula de açúcar ligada (ribose, como em desoxiribo-ácido nucléico), e uma cadeia de fosfatos ligada a ele. É a cadeia de fosfatos que é realmente relevante aqui, eles são de onde vem a energia. Eles são acorrentados através do que é chamado de ligação fosfoanidrido. ATP tem três desses fosfatos (adenosina trifosfato), e duas dessas ligações fosfoanidrido. ADP tem dois (di) fosfatos e uma ligação fosfoanidrida restante - o próprio ADP também pode ser usado como combustível.

Veja, essas ligações de fosfoanidrido são chamadas de "alta energia". Elas não são terrivelmente instáveis ​​- elas não querem apenas reagir a tudo o que vem em sua direção - mas são fracas. Esses fosfatos realmente prefeririam não estar ligados, mas muita energia foi colocada neles para fazê-los se ligar de qualquer maneira. Portanto, quando uma molécula de ATP encontra a enzima certa, a enzima usa essa molécula (e tudo o mais que for necessário) para realizar sua tarefa. Essas enzimas são incrivelmente moléculas complexas com as quais o ATP irá reagir, mas a enzima canaliza essa "energia" (uma reação em cadeia de moléculas que mudam com base no que preferem e na quantidade de energia existente) para criar outras mudanças em outras moléculas na célula.

Eu poderia me aprofundar no tópico de energia - que é mais parecido com o que tenho estudado ultimamente - mas estou supondo que isso é o suficiente para você.

Ah, e além disso, aquele ATP, uma vez usado e transformado em AMP, é incrivelmente crucial para a síntese de DNA. O fosfato e o açúcar restantes tornam-se parte da estrutura do DNA, e a adenosina se torna a base de adenosina na fita de DNA. Claro, tudo isso é regulado por uma enorme fábrica de enzimas!

Espero que & # x27s sobre o que você queria.

editar: Im_That_1_Guy faz um bom ponto abaixo sobre a produção de ATP, se alguém se incomodou com meu foco no ciclo de Krebs.

Quanto à síntese de DNA, eu não deveria ter incluído nada disso. Eu tive um pensamento incômodo na minha cabeça de que é um açúcar diferente e eu me lembraria se AMP e dATP / dNTPs fossem iguais, o que eu ignorei. Com a ajuda da Wikipedia, eu agora consegui me confundir completamente e não tenho tempo para olhar para cima e esclarecer para mim mesmo e aqui como exatamente essa parte funciona.

E sim, quando eu disse que o ATP está "esgotado", estava me referindo ao seguinte uso do ADP também.


Qual é a função das mitocôndrias?

As mitocôndrias são as 'usinas de força' da célula eucariótica. Essas organelas são os locais de respiração celular, o processo metabólico que gera energia a partir dos carboidratos na célula. A energia produzida está na forma de ATP, a molécula portadora de energia.

As mitocôndrias são fisicamente adaptadas para esta tarefa:

- Membrana dupla: A membrana externa controla a entrada e saída do material na organela. A membrana interna é dobrada para formar estruturas chamadas de cristas:

- Cristae​: shelf-like extensions of the inner membrane. They have a large surface area for enzymes that carry out reactions in respiration to attach to.

- Matrix : ​the material that fills space inside the inner membrane of the mitochondria. It contains protein, lipids and traces of DNA so that mitochondria can produce their own proteins. Enzymes involved in respiration are also contained within the matrix.