Mitocôndria: características morfológicas e funcionais

 As células eucarionte possuem várias organelas celulares; isso é vital para que a célula sobreviva e realize suas funções metabólicas.

O que são organelas e qual a importância? 

Organelas celulares são estruturas da célula, dispersa no citosol/citoplasma capazes de fazer com que o metabolismo da célula continue funcionando. Existem organelas para diferentes funções, em quando uma é responsável por produzir proteína, outra é responsável por desintoxicar a célula, outra controla a entrada e saída de substâncias... Em suma, cada organela celular possui funções respectivas.

Mitocôndrias

Mitocôndria são organelas importantíssimas para a produção de energia dentro da célula. São estruturas arredondadas, compridas e com propriedades especiais, como ter DNA próprio, sua membrana plasmática ser muito parecida com a da célula, externamente é lisa e internamente possui várias pregas denominadas de cristas.  O número de mitocôndrias por célula varia
muito entre tipos diferentes de células. Uma célula hepática possui de 1.000 a 2.000 mitocôndrias, e alguns seres vivos não possui nenhuma.

A principal função da mitocôndria é a respiração celular, frequentemente são consideradas o “motor da célula”, devido ao seu papel central na produção de ATP (Adenosina Trifosfato). O ciclo de Krebs ficará para outra postagem.

Uma micrografia de uma mitocôndria de uma célula pancreáticade um rato. (Livro Microbiologia, Editora: ARTMED ® EDITORA S.A. Tortora, Gerard J.)

Centralmente na mitocôndria é encontrado uma substância semifluida denominada matriz, além disso, a mitocôndria possui várias pregas que se dobram no seu interior, e essa característica é muito importante para aumentar a superfície de contato em que ocorre as reações químicas. Salientando as características das estruturas da mitocôndria:

Membrana externa: é constituído por proteínas, um exemplo são as porinas, que atuam diretamente na difusão de pequenos como açucares, aminoácidos e íons. Em suma, porinas são proteínas transmembranares. Além disso, é constituída por lipídios, pois é o mesmo principio da membrana plasmática das células.

Membrana interna: constituída por 80% Proteína e 20% Lipídeos. Por cardiolipina, sendo que é o principal glicerofosfolipídio encontrado na membrana interna, é importante destacar que às vezes ocorre que a oxidação da cardiolipina pode ocorrer na ativação da apoptose (morte programada da célula), e esse erro pode acidentar uma série de fatores patológicos (Doenças). Cardiolipina em seu estado anormal, pode causar doenças neurodegenerativas.
Também é constituído por Termogenina, que é uma proteína transmembranar encontrada na mitocôndria do tecido adiposo marrom. Citocromos, proteínas ligadas na membrana realizando transportes. Lembrando também que existem enzimas  coenzimas nesta porção mitocondrial, exemplos: Ubiquinona, uma coenzima responsável pela respiração celular; succinato desidrogenase outra coenzima importantíssima do ciclo de Ciclo de Krebs. Carnitina acil-transferase. Outros exemplos que podem ser encontrado dentro da membrana interna da mitocôndria é Canais iônicos e permeases.

Espaço intermembranoso: Sua composição é muito similar ao citosol; tem altas concentrações de prótons e algumas enzimas.

Matiz: Possui várias cópias de DNA circular; assim como um protozoário, o que é uma característica importante para ser estudada por questões de evolução. Na matriz contém também RNAm, RNAr, RNAt;

mRNA: é o RNA Mensageiro, a função dele é fazer a tradução de informações do DNA. Pois, as informações contidas no DNA, estão em uma espécie de código, e quem é responsável para ler este código é o RNAm. É um longo filamento de RNA, pode ter um filamento de DNA como molde. A formação do RNAm chama-se transcrição. O processo é catalisado pela enzima RNA polimerase.
tRNA: É o RNA Transportador, pois transporta o aminoácido para montar uma proteína. Pode ser chamado também como RNA de transferência ou RNA solúvel. As suas moléculas têm características de “folhas de trevo”. O objetivo do RNA transportador é botar cada aminoácido em sua posição certa, sobre a molécula de RNA mensageiro.
rRNA: É o RNA Ribossômico, que serve para produzir ribossomos, logo, está ligado a síntese de proteínas. Além disso, são responsáveis pelo controle metabólico dentro de uma célula, em uma complexa sequência de reações químicas conhecida como Síntese Protéica.

Como ocorre a reprodução das mitocôndrias? 

As mitocôndrias se reproduzem por fissão binária, com o principal objetivo de substituir as mitocôndrias que deixaram de existir. Para que esse processo aconteça, as mitocondrias duplicam o seu tamanho original para assim, dividir-se (por mitose) e originar uma organela idêntica. Esse processo ocorre diversas vezes, para compensar e dar energia suficiente a célula.

O que é teoria da endossimbiose? Quais evidências possui? 

Existe uma teoria bem aceita na comunidade científica que afirma que as mitocôndrias e os cloroplastos tenham sido organismos de vidas independentes, que ao ser fagocitado por um ser vivo maior, acabou adaptando-se e os dois vivendo de forma harmônica. 

O que leva a acreditar que as mitocôndrias eram seres independente de células, são suas característica muito semelhante as de um protozoário ou bactéria. É uma organela muito independente, capaz de realizar atividades que seres vivos simples e independentes conseguem. As mitocôndrias além de possuir DNA próprio, conseguem se reproduzir e muitas outras características que assemelham com seres unicelulares simples, como conter membrana parecida com a membrana plasmática. Em lista:

• 1.      Contém genoma e DNA próprio
• 2.      É capaz de se autoduplicar.
• 3.      Ter membrana parecida com o revestimento externo celular.
• 4.      Possui seus próprios ribossomos, e é uma organela sintetizadora de proteínas.  
• 5.      Seu genoma é formado por uma molécula de DNA circular (Muito semelhante aos de bactérias), já o DNA encontrado no núcleo das células, é uma dupla fita em hélice. Além disso, o DNA dela não se encontra associado a um tipo de proteína com o nome de histona.
• 6.      Conseguem inibir a síntese de proteínas no núcleo sem não afetar a atividade de sua própria estrutura.
• 7.      Sua reprodução é por fissão binária. Algo muito comum nas bactérias

Fique por dentro:  Nem todos os eucariotos tem mitocôndria

Antigamente, por unanimidade da comunidade global de ciência,  acredita-se que todas as células eucarióticas possuía mitocôndrias, mas, recentemente foi descoberto que o eucarioto microbiano, o oxymonad Monocercomonoides sp (Encontrado dentro do intestino das chinchilas)

não possui mitocôndria para realizar sua respiração. Isso contraria a crença popular, e é uma janela para a melhor compreensão da questão evolutiva da endossimbiose.

Veja a publicação científica global oficial.

A presença da mitocôndria é importante para a respiração. A respiração aeróbia é o tipo de processo onde a respiração necessita de oxigênio (O2). Basicamente, a respiração aeróbica promove a desmontagem e degradação completa da molécula de glicose. Apesar de a célula poder utilizar outra fonte energética, há sempre a preferência pela glicose.

Já a respiração anaeróbia ocorre com a ausência de oxigênio, podendo acontecer por fermentações, alcoólicas, láctica e acética. Alguns seres vivos podem utilizar esse mecanismo de respiração, como por exemplo, os fungos e bactérias.