Conceito de Mitocôndria
O termo Mitocôndria diz respeito a um organelo celular responsável pela produção da energia (ATP) necessária para o ótimo funcionamento da célula.
Origem e Síntese da Mitocôndria
A teoria existente sugere que a mitocôndria é um organelo semiautónomo, que teve origem na endocitose de uma bactéria por uma célula nucleada ancestral. Esta teoria, ainda não totalmente confirmada, é denominada Teoria Endossimbiótica.
Na célula, a mitocôndria não é sintetizada de novo a cada divisão celular, pelo contrário esta aumenta em tamanho (por norma para o dobro) e de seguida divide-se em duas metades (aproximadamente) iguais para as células filhas aquando da divisão celular.
O processo de crescimento da mitocôndria é um processo complicado pois as suas proteínas estão codificadas tanto no genoma nuclear como no genoma do próprio organelo (genoma mitocondrial). Estas proteínas são sintetizadas em ribossomas livres no citosol da célula e, devido a uma sequência sinal adicionada à proteína, são transportadas para o interior da mitocôndria. Pelo que se sabe, uma grande percentagem do transporte de proteínas entre o citosol e a mitocôndria ocorre apenas este sentido, uma vez que apenas se tem conhecimento da ocorrência do transporte da mitocôndria para o exterior no caso da célula iniciar morte celular programada – apoptose.
Genoma Mitocondrial
A mitocôndria tem uma caraterística que o torna muito diferente de todos os outros organelos presentes na célula animal: contém genoma próprio, o DNA mitocondrial. Esta particularidade da mitocôndria é partilhada apenas pelos cloroplastos, existentes nas células vegetais.
O DNA mitocondrial é pequeno, contendo apenas 6000 nucleótidos em protozoários e alcançando os 300000 nucleótidos em plantas. Em mamíferos, o DNA mitocondrial perfaz menos de 1% do genoma da célula (cerca de 10500 nucleótidos), codificando 13 genes que dão origem a proteínas e RNAs envolvidos na fosforilação oxidativa e na cadeia transportadora de eletrões. Sendo um genoma próprio, tem algumas caraterísticas que o tornam diferente do genoma celular, como:
- É independente e separado do genoma nuclear;
- É circular;
- Têm um grande conteúdo de genes, ou seja, quase todos os nucleótidos fazem parte de uma sequência de codificação;
- O emparelhamento dos codões com os respetivos anticodões é muito flexível na terceira posição; e
- Os codões têm diferentes significados daqueles descritos no código genético, originando diferentes aminoácidos;
- É transmitido às gerações seguintes por um padrão de herança não Mendeliano, sendo transmitido apena de mãe para filha.
Caraterísticas e Funções da Mitocôndria
A mitocôndria existe como um organelo no citosol da célula e seu número e forma varia grandemente dentro da mesma célula e entre os diferentes tipos de células. Este organelo é muito importante na respiração celular e consequente produção de ATP (forma de energia utilizada pela célula para se manter em funcionamento). Por exemplo, células musculares do miocárdio (células de músculo liso que compõe a própria parede do coração) contêm grandes quantidades de mitocôndria quando comparadas com células da mucosa do intestino. Isto deve-se ao facto das células presentes no coração terem uma necessidade maior de ATP, logo necessitam de mais quantidade de mitocôndrias no seu citosol.
Normalmente, este organelo tem a forma de cilindro alongado e apresenta uma grande mobilidade e plasticidade no citoplasma celular. Devido a esta grande mobilidade, pensa-se que a mitocôndria está associada aos microtúbulos presentes no citoplasma.
Na sua constituição (firgura 1), a mitocôndria, contem duas membranas: uma interna (repleta de cristas que se estendem para o interior do organelo) e uma externa. Estas duas membranas são separadas pelo espaço intermembranar. No seu interior, a membrana interna delimita a matriz. A membrana externa é constituída por muitas proteínas transportadoras (as porinas), no entanto, a maioria das moléculas transportadas fica no espaço intermembranar, não conseguindo passar a membrana interna. As enzimas presentes na matriz da mitocôndria são aquelas envolvidas no ciclo do ácido cítrico, nome dado ao mecanismo através do qual este organelo metaboliza piruvato e/ou ácidos gordos em NADH e CO2. Estes eletrões passam, então, para a membrana interna, onde entram na cadeia transportadora de eletrões formando NAD+ e FADH2, mecanismo denominado por fosforilação oxidativa. No final, há a produção de ATP por um complexo enzimático presente na membrana interna. Todos estes processos fazem parte da cadeia respiratória que leva à libertação de O2 e ATP para o espaço intermembranar e, quando necessário, desse para o citoplasma da célula.
Figura 1 – Imagem esquemática da constituição da mitocôndria, indicando os nomes dos diferentes componentes (espaço intermembranoso = espaço intermembranar).
References:
Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Keith R., Walter P. (2007). Molecular Biology of the Cell (5th edition). Garland Science, New York.
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Cooper G.M. (2000). The Cell: A Molecular Approach (2th edition). Sinauer Associates, Sunderland (MA).
