Mitocôndrias: Cadeia de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

Fosforilação Oxidativa

• Teoria endossimbiótica da origem das mitocôndrias
• Bactérias púrpura
• Presença de duas membranas
• Divisão binária

Mitocôndria

• Presentes no citoplasma das células eucarióticas, caracterizadas por propriedades morfológicas, bioquímicas e funcionais.
• Organelas cilíndricas, rígidas e alongadas.
• Movem-se pelo citosol, frequentemente associadas a microtúbulos.

Morfologia

• Formam cadeias móveis ou permanecem fixas.
• Fornecem ATP diretamente aos sítios de alto consumo.
• Estrutura: Membrana externa, espaço intermembranas, membrana interna e matriz mitocondrial.

Composição

• Membrana externa: Contém porinas; permeável a moléculas de até 5.000 daltons.
• Espaço intermembrânico: Contém enzimas que utilizam ATP para fosforilar outros nucleotídeos.
• Membrana interna: Contém cardiolipina, componentes da cadeia respiratória, cristas mitocondriais, ATP-sintase e bomba de prótons.
• Matriz: Líquido denso com centenas de enzimas, DNA, ribossomos e tRNAs.

Quanto maior a atividade metabólica da célula, maior a quantidade de mitocôndrias. Possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, com capacidade de autoduplicação.

Função da Mitocôndria

• Produção de Energia: Realiza a respiração celular, convertendo nutrientes e oxigênio em ATP.
• Realiza a maior parte das oxidações celulares em animais.
• O piruvato e ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA e oxidados no Ciclo de Krebs.
• A cadeia respiratória bombeia prótons (H+) para criar um gradiente eletroquímico, essencial para a síntese de ATP.

Oxidação Mitocondrial

• Alimentada pelo piruvato (da glicólise) ou ácidos graxos.
• Na matriz, o piruvato é convertido em acetil-CoA.
• Os ácidos graxos são oxidados a acetil-CoA e introduzidos no Ciclo do Ácido Cítrico.

Etapas de Oxidação da Glicose

1. Glicólise: Citoplasma, independente de O2. Gera 2 ATP, 2 NADH e 2 piruvatos.
2. Ciclo de Krebs: Oxidação do grupamento acetílico da Acetil-CoA. Gera NADH, FADH2, CO2 e elétrons de alta energia.
3. Fosforilação Oxidativa: Mitocôndria, dependente de O2. Síntese de ATP acoplada à reoxidação de NADH e FADH2.

Cadeia Respiratória e ATP-sintase

• Os elétrons fluem através de quatro complexos proteicos na membrana interna até o oxigênio.
• A energia liberada cria um gradiente eletroquímico de prótons.
• ATP-sintase (F0F1 ATPase): A porção F0 transporta H+ e a F1 sintetiza ATP a favor do gradiente.
• Aproximadamente 1 ATP é formado para cada 3 H+ que passam pela ATP-sintase.