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Universidade Federal de SergipeUniversidade Federal de Sergipe
Centro de Ciências Biológicas e da SaúdeCentro de Ciências Biológicas e da Saúde
Departamento de MorfologiaDepartamento de Morfologia
Biologia CelularBiologia Celular
Mitocôndrias Mitocôndrias 
e e 
CloroplastosCloroplastos
 
 
Mitocôndrias
Mitocôndria de hepatócito
­mitocôndrias: fosforilação oxidativa e produção de ATP
­formada por dois compartimentos: matriz e espaço intermembranal
­matriz: enzimas / DNA mitocondrial / ribossomos / tRNAs 
­membrana externa: porina – deixa passar proteínas grandes / pouco seletiva
­membrana interna: reações de oxidação e redução/ síntese de ATP/ possui proteínas de 
transporte
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
Mitocôndrias
­organelas  dinâmicas;  podem 
se  fundir  e  dividir  conforme  a 
necessidade da célula.
­número  e  forma  das 
mitocôndrias variam conforme 
o  tipo  celular;  conforme  a 
função da célula.
hepatócito
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
Cloroplastos
­é um tipo de plastídeo.
­possui uma dupla membrana, um estroma e um terceiro compartimento, 
que é o tilacóide.
­são organelas que realizam fotossíntese.
Folha de trigo
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
Mitocôndrias e Cloroplastos
­organelas com dupla membrana
­cloroplastos apresentam um terceiro compartimento
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
Mitocôndrias e Cloroplastos
­Contêm seu próprio genoma
­Contêm maquinaria de síntese de RNA e proteínas da organela
­Dois  sistemas  genéticos  contribuem  para  a  produção  de  proteínas  destas 
organelas: do núcleo e das próprias organelas.
­replicação, transcrição e síntese protéica acontecem na matriz (mitocôndrias ) ou 
estroma (cloroplastos)
Euglena gracilis
Genoma nuclear em vermelho; matriz mitocondrial em verde; 
sobreposição genoma mitocondrial
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
O genoma mitocondrial
­Genoma mitocondrial de células humanas  = 16569 pb.
­Genoma circular.
­Alta densidade gênica: muitos genes em poucos milhares de bases.
­Utilização de códons promíscua: além do pareamento oscilante na terceira posição da 
trinca,  a  base  U  pode  se  ligar  a  qualquer  outra  base,  mesmo  que  não  seja  sua 
complementar. Isto ocorre porque somente 22 RNAt são codificados nas mitocôndrias. 
­Códons com diferentes significados em relação aos códons do RNAm do núcleo. Por 
exemplo, um códon que é de terminação para o RNAm do núcleo, para a mitocôndria 
codifica um aminoácido normalmente.
Características gerais de mitocôndrias e cloroplastos
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
­a maioria  das  proteínas  desta  organelas  é  de 
origem nuclear.
­compartimentos  apresentam  composições 
protéicas diferentes.
­translocação  é  pós­traducional:  após  a 
completa  formação  cadeia  de  aminoácidos  da 
proteína.
­translocação para dentro da organela depende 
de sinais de localização.
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
Translocadores de mitocôndria
­Complexos protéicos: TOM & TIM & OXA.
­proteínas transmembrana translocadoras e receptoras.
­complexos translocadores apresentam diferentes funções.
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
Mecanismo geral de translocação citosol­matriz mitocondrial
­sinal de localização mitocondrial é reconhecido pelo complexo TOM, há passagem da 
proteína através deste complexo e este complexo se liga ao complexo TIM 23, presente 
na membrana mitocondrial interna.
­passagem ocorre através das duas membranas (através de TOM na membrana externa 
& TIM 23 na membrana interna).
­inserção de proteínas na membrana externa é feita por TOM.
­se a proteína for  interna de matriz mitocondrial, ela passa pelos dois complexos e é 
liberada dentro da matriz. 
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
Transporte citosol­membrana interna 
Se  a  proteína  for  de  membrana  interna 
existem três caminhos:  
I. Ela pode ser totalmente internalizada na 
matriz  mitocondrial  e  uma  segunda 
sequência sinal direciona a proteína para 
o  complexo  OXA,  que  a  libera  na 
membrana interna.
II. A proteína possui uma sequência sinal 
de membrana  interna  da mitocôndria  e é 
internalizada  através  da  junção  do 
complexo TOM com o TIM 23 somente até 
a  sequência  de  parada  da  transferência; 
aí  é  liberada  na  membrana  interna  (sem 
passar  pela  matriz)  e  fica  presa  na 
membrana  pela  sequência  de  parada  da 
transferência.
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
Transporte citosol­espaço intermembranal ou citosol­membrana 
interna
Proteína  com  sinal  para  localização  no  espaço 
intermembranal:
­inserção inicial na membrana interna
­clivagem  da  proteína  e  liberação  de  proteína 
solúvel no espaço intermembranal
III.  Translocação  inicial  via  TOM,  que  se 
liga  no  complexo  TIM  22,  que  insere  a 
proteína na membrana interna. A proteína 
é  presa  na  membrana  através  da 
sequência sinal de membrana interna.
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
Mecanismo geral de translocação citosol­cloroplasto
­transporte é pós­traducional e requer energia
­sítios de contato das membranas interna e externa: 2 translocadores diferentes
­translocação depende de sinais de localização
­a remoção do peptídeo sinal ocorre no estroma
­proteínas destinadas aos tilacóides apresentam um segundo sinal: o sinal de localização 
no tilacóide
Transporte de proteínas citosol­mitocôndria e citosol­cloroplasto
­Mitocôndrias importam a maioria dos lipídeos de suas membranas.
­Proteínas carregadoras de  lipídeos  fazem o  transporte de  lipídeos entre o 
retículo endoplasmático (onde eles são produzidos) e a mitocôndria.
­Cloroplastos  sintetizam  a  maior  parte  dos  seus  próprios  lipídeos  e 
glicolipídeos de membranas.
Produção e transporte de lipídeos da membrana do 
retículo endoplasmático para a mitocôndria e cloroplasto
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