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Mitocôndrias e a respiração celular

As mitocôndrias apresentam-se revestidas de dupla membrana, uma externa, lisa e contínua, e uma interna, com dobras chamadas de cristas mitocondriais.

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Preenchendo espaços no interior das mitocôndrias, há uma substância semelhante ao hialoplasma, a matriz mitocondrial onde encontram-se dissolvidas moléculas de proteínas, açúcares, enzimas, ribossomos e os ácidos nucléicos, RNA e DNA mitocondrial, este último, exclusivamente de herança materna, isto é, somente a mãe contribui com o DNA mitocondrial, para todos os filhos, meninos e meninas. Isso ocorre porque as mitocôndrias paternas (do espermatozoide) são destruídas pouco tempo depois da fertilização.

O alto grau de independência das mitocôndrias e dos cloroplastos, pelo fato de possuírem as suas próprias moléculas de ácidos nucléicos (DNA e RNA), levou à elaboração da “hipótese endossimbiôntica”: esses orgânulos teriam se originado de procariontes de vida livre, possivelmente bactérias que em algum momento associaram-se a uma célula de eucarionte.

Mitocôndria

Função das mitocôndrias: produção de energia pelo processo da respiração celular aeróbia.

Respiração celular aeróbia

Processo fornecedor de energia, a respiração celular aeróbia divide-se em três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

1. Glicólise

A glicólise ocorre no hialoplasma, ou seja, fora da mitocôndria, e tem o seu início a partir da molécula de glicose, sem a participação do oxigênio. No hialoplasma encontram-se uma série de enzimas responsáveis pelo processo.

No início do processo, a glicose precisa ser ativada e sofre uma transformação. Para que isso ocorra é necessário um consumo de energia de dois ATP. Em seguida, a molécula de glicose perde hidrogênios, que não podem ficar livres na célula para não deixar o pH celular ácido. Esses hidrogênios são, então, capturados por um aceptador intermediário chamado de NAD, que se liga aos hidrogênios e transforma-se em NADH ou NADH . As moléculas de glicose são finalmente quebradas em duas moléculas de piruvato ou ácido pirúvico e libera nessa quebra, energia suficiente para formar quatro ATP.

Fase da glicólise nas mitocôndrias

2. Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e inicia-se a partir das moléculas de ácido pirúvico que foram produzidas no final da glicólise.

O ácido pirúvico para entrar na mitocôndria libera uma molécula de CO2 e transforma-se em acetil coenzima A. O grupo acetil dentro da mitocôndria sofre duas descarboxilações, isto é, perde duas moléculas de CO2 e sucessivas desidrogenações (perda de hidrogênios), estes são também capturados pelo NAD, transformando-se em NADH+. Durante o processo são produzidas duas moléculas de ATP, a partir das duas moléculas de piruvato, enquanto que o CO2 é liberado.

Ciclo de Krebs que ocorre nas mitocôndrias

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3. Cadeia respiratória (fosforilação oxidativa)

A cadeia respiratória ou transportadora de elétrons ocorre nas cristas mitocondriais e com a participação do O2. Na cadeia respiratória, os NADH+, produzidos nas duas etapas anteriores, cedem os seus hidrogênios com energia acumulada para o oxigênio. No entanto, o NAD nunca se combina diretamente com o oxigênio, já que essa reação liberaria muita energia, prejudicial à célula. O que ocorre de fato é que os NADH+ liberam os hidrogênios carregados de energia a um grupo de substâncias chamadas de citocromos, que são enzimas presentes nas cristas mitocondriais.

Ao longo dessa cadeia ocorre a liberação de energia em etapas, sendo que a energia liberada é utilizada para produzir 34 novas moléculas de ATP.

No final, os hidrogênios já sem o excesso de energia combinam-se com os oxigênios, formando água e impedindo que a célula morra pelo excesso de hidrogênios liberados que alterariam o pH celular, deixando o meio extremamente ácido.

Cadeia respiratória da mitocôndria

Por: Renan Bardine

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