A composição química das mitocôndrias (873 Words)

Leia este artigo para obter informações sobre a composição química das mitocôndrias!

Composição da membrana mitocondrial é como a membrana plasmática, ou seja, fosfolipídios e proteínas. A proteína está presente em duas superfícies e uma camada de lipídeo bimolecular entre os dois. A membrana externa contém mais colesterol e é maior em fosfatidil inositol.

Imagem Cortesia: nature.com/ki/journal/v61/n6/images/4492972f2.gif

Mas a cardiolipina é menor em comparação com a membrana interna. Bensley dá a seguinte composição de mitocôndrias secas do fígado -

(1) Proteínas e desconhecidas 65%

(2) Glicerídeos 29%

(3) Lecitina e cefalina (fosfolipídios) 4%

(4) Colesterol 2%

Bensley acredita que a superfície da mitocôndria é composta por um mosaico de proteínas e substâncias lipídicas. Ele sugere que o córtex das mitocôndrias deveria conter proteínas, glicéridos e moléculas de colesterol.

Cohn dá a seguinte composição de mitocôndrias secas (por peso) -

Proteínas 70%, Lipid 25-30%

Dos lipídios, 90% são fosfolipídios e 10% de colesterol, carotenóides, vitamina E e outros elementos inorgânicos como S, Fe e Cu. O teor de enxofre também é relativamente alto porque o sulfidrilo considerável (SH) está presente em grupos ativos de algumas enzimas.

Além destes, existem 0, 5 por cento de RNA e pequena quantidade de DNA, e enzimas respiratórias que ajudam na respiração, como citocromo oxidase, redutase, transaminase, coenzima 1, octanoxidase, ácido graxo oxidase, etc.

Das proteínas, a maior parte provavelmente consiste de enzimas, mas as proteínas estruturais constituem cerca de 30% da proteína total. Uma proteína semelhante a actomyosin que divide o trifosfato de adenosina (ATP) e contratos sobre a adição de ATP foi relatada a partir de mitocôndrias do fígado. Os fosfolipídios também são importantes para a função enzimática, uma vez que sua adição a enzimas purificadas também aumenta a atividade.

Os lípidos mitocondriais são em grande parte fosfolipídios, sendo a lecitina proeminente, mas triglicerídeos, ácido fosfatídico e colesterol também estão presentes.

[I] enzimas mitocondriais:

Todos os três principais componentes dos alimentos (carboidratos, proteínas e lipídios) se degradam no citoplasma, entram no ciclo mitocondrial de Krebs e sofrem oxidação. Os elétrons emitidos durante o ciclo de Krebs são transportados para o sistema de transporte de elétrons (ETS). Várias enzimas e coenzimas estão envolvidas na fosforilação oxidativa e no mecanismo de transferência de elétrons. Lehninger (1969) os classifica da seguinte forma:

1. Enzimas da membrana externa da mitocôndria:

Estes são os seguintes—

(i) monoamina oxidase

(ii) coenzima de ácidos graxos A ligase

iii) Kynurenine hydroxylase

(iv) NADH-citocromo-C redutase

2. Enzimas da câmara mitocondrial externa:

Estes são os seguintes—

(i) Adenilato quinase

ii) Nucleosídeo-difosfoquinase

DNAse 1 e 5 ′ - endonuclease

3. Enzimas da membrana mitocondrial interna:

Estes são de transferência de elétrons, acoplamento da seguinte forma -

(i) Enzimas da cadeia respirat�ia, nomeadamente desidrogenase do succinato de NADH, FAD, quatro citocromos, citocromo-redutase da ubiquinona.

(ii) ATP sintetase oxidase

(iii) desidrogenase succínica

(iv) P-hidroxi butirato desidrogenase

v) Aciltransferase de ácidos gordos de carnitina

Tem também glicerol-fosfato desidrogenase, colina-desidrogenase e vários transportadores ou translocadores para permeação de fosfato, glutamato, asparato, ADP e ATP.

A membrana interna contém uma alta concentração de cardiolipina (poliglicerofosfatídeos), que é importante em todos os sistemas que envolvem o transporte de elétrons.

4. Enzimas da matriz mitocondrial:

Estes são solúveis e estão envolvidos no ciclo de Krebs e no ciclo de ácidos graxos. Eles incluem as seguintes enzimas—

(1) Fumarase e aconitase

(2) citrato sintetase

(3) α-ceto ácido desidrogenases

(4) enzimas de β-oxidação

(5) L-malato desidrogenase

(6) L-glutamato desidrogenase

(7) Isocitrato desidrogenase

(8) Citidil-transferase ácida fosfatídica (CTP)

(9) Nucleidos, K ⁺, Mg ^{+ +} . Сl ^-, S0 ₄ ^-, HPO ₄ ^- etc.

A matriz também contém DNA, ribossomos e outras espécies de RNA e enzimas envolvidas na síntese de proteínas.

[II] DNA mitocondrial (M-DNA):

As mitocôndrias contêm uma ou mais moléculas de DNA de forma circular, altamente torcidas e medem cerca de 5µ de comprimento. Assemelha-se ao DNA bacteriano que também tem forma circular. A relação da base de DNA no DNA mitocondrial se assemelha às das células procarióticas e é maior do que a do DNA nuclear. O DNA mitocondrial forma um laço a partir do qual a replicação começa e passa em uma direção.

Uma grande proporção de DNA pode ocorrer em forma de loop. No entanto, apenas uma pequena proporção de DNA se replica a qualquer momento. Assim, a replicação não é sincronizada e continua ao longo do ciclo celular e não está em coordenação com a replicação do ADN nuclear cíclico. A síntese de DNA é mais lenta no DNA mitocondrial do que no nuclear.

O DNA mitocondrial codifica o RNA ribossômico intrínseco, RNA de transferência, proteínas ribossômicas e poucas outras proteínas, regulando enzimas e estrutura. Muitas das proteínas mitocondriais (especialmente proteínas enzimáticas) são codificadas pelo DNA nuclear.

A mitocôndria, apesar de ter seu próprio DNA, não é independente do núcleo. O DNA mitocondrial é capaz de sofrer mutação. O M-DNA se comporta como um cromossomo e se duplica de maneira usual em vários círculos. Devido ao DNA, as mitocôndrias são capazes de sofrer auto-reprodução e, portanto, podem apresentar herança citoplasmática. O M-DNA difere do DNA nuclear em vários aspectos, como -

(1) De acordo com Rabinowitch (1968), o DNA mitocondrial contém mais conteúdo guanina-citosina (GC) do que o DNA nuclear e é de maior densidade.

(2) A temperatura de desnaturação ou fusão do M-DNA é maior do que o DNA nuclear.

(3) O M-DNA tem forma circular como nas bactérias e não é enrolado.

(4) A tarifa da renaturação do M-DNA é mais.

(5) O peso molecular do DNA M varia de 9 a 11 milhões.

[III] RNA mitocondrial:

Da mesma forma, ocorre RNA mitocondrial (M-RNA). É diferente do RNA de origem nuclear, pois é resistente à enzima ribonuclease. É sintetizado dentro das mitocôndrias no modelo de DNA. Três espécies de M-RNA, nomeadamente 23S, 16S e 4S foram isoladas até agora.