EXPLORANDO A MITOCÔNDRIA


Uma mitochondria contêm membranas externa e interna compostas de duas camadas de fosfolipídeos e proteínas. As duas membranas, entretanto, têm propriedades diferentes. Devido à sua organização em dupla membrana, existem cinco compartimentos distintos dentro da mitocôndria. Existe a membrana mitocondrial externa, o espaço intermembrana (espaço entre as membranas externa e interna), a membrana mitocondrial interna, o espaço em forma de crista (formado por dobramentos internos da membrana interna).

MEMBRANA EXTERNA

A membrane mitochondria externa, a qual circunda a organela inteira, tem uma razão de proteína para fosfolipídio similar à da membrana plasmática eucariótica (aproximadamente 1:1 por peso). Ela contém grandes números de proteínas integrais chamadas porinas. Essas porinas formam canais que permitem a difusão de moléculas de até 5000 dáltons de peso molecular de um lado para outro da membrana. Grandes proteínas podem entrar na mitocôndria se uma sequência sinalizadora no terminal amino ligar-se à uma proteína de grandes sub-unidades chamada translocase da membrana externa, a qual então as move ativamente através da membrana. A ruptura da membrana externa permite proteínas no espaço intermembrana escaparem para o citosol, levando certas células à morte. A membrana mitocondrial externa pode associar-se com a membrana do Reticulo Endoplasmático, numa estrutura chamada MAM (membrana do RE associada à mitcôndria). Isso é importante na sinalização de cálcio entre o Reticulo Endoplasmático e a mitocôndria e está envolvido na transferência de lipídios entre o RE e a mitocôndria.

Espaço Intermembrana

O espaço intermembrana é basicamente o espaço entre a membrane externa e a membrane interna. Porque a membrane externa é livremente permeável à pequenas moléculas, as concentrações de pequenas moléculas tais como íons e açúcares no espaço intermembrana é o mesmo do citosol. Entretanto, como as proteínas grandes devem ter uma sequência de sinalização específica para serem transportadas através da membrana externa, a composição da proteína desse espaço é diferente da composição das proteínas no citosol. Uma proteína que esteja localizada no espaço intermembrana nessa via é o citocromo c.

Membrana Interna

A membrana mitochondrial interna contém proteínas com cinco tipos de funções:
1- Aquelas que desempenham reações redutoras de fosforilação oxidativa;
2- ATP sintase, que gera ATP na matriz;
3- Proteínas de transporte específico que regulam a passagem de metabólitos para dentro e para fora da matriz;
4- Maquinaria de importação de proteína;
5- Proteína de fusão e fissão da mitocôndria.

Ela contém mais de 100 polipepídeos diferentes, e tem uma razão de proteína para fosfolipídeo (mais do que 3:1 por peso, o que é aproximadamente 1 proteína para 15 fosfolipídeos). A membrana interna é o alojamento para aproximadamente 1/5 da proteína total em uma mitocôndria. Em adição, a membrana interna é rica em um fosfolipídeo incomum, a cardiolipina. Esse fosfolipídeo foi descoberto originalmente em corações de vaca em 1942, e é usualmente característico da mitocôndria e das membranas plasmáticas bacterianas.


A cardiolipina contém quarto ácidos graxos além de dois e pode ajudar a tornar a membrana interna impermeável. Ao contrário da membrana externa, a membrana interna não contém porinas e é altamente impermeável à todas as moléculas. Quase todos os íons e moléculas requerem transportadores de membrana especiais para entrar ou sair da matriz. Proteínas são levadas para dentro da matriz por via do complexo da translocase da membrana interna (TIM) ou por via de Oxa1. Em adição, existe um potencial de membrana no outro lado da membrana interna formado pela ação de enzimas de cadeia de transporte de elétrons.


A CRISTA

A membrana mitochondrial interna é compartimentalizada em numerosas cristas, as quais expandem a área da superfície da membrana mitocondrial interna, aumentando sua capacidade de produzir ATP. Essas não são simples dobras ao acaso mas invaginações além da membrana interna, as quais podem afetar a função quimiosmótica geral. Em mitocôndria típica do fígado, por exemplo, a área da superfície, incluinda a crista, é de aproximadamente cinco vezes a da membrana externa. A mitocôndria das células que têm grande demanda de ATP, tais como as células do músculo, contém mais cristas do que as mitocôndrias típicas do fígado. Essas dobras tachadas com pequenos corpos redondos conhecidos como partículas F1 ou oxissomos.


MATRIZ

A matriz é o espaço fechado pela membrana interna. Ela contém aproximadamente 2/3 da proteína total da mitocôndria. A matriz é importante na produção de ATP com o auxílio da ATP sintase contida na membrana interna. A matriz contém uma mistura concentrada de centenas de enzimas, ribossomos especiais da mitocôndria, tRNA, e várias cópias do DNA genômico da mitocôndria. Das enzimas, a principal função inclui a oxidação do piruvato (sal ou éster do ácido pirúvico) e ácidos graxos, e o ciclo do ácido cítrico.

A mitocôndria tem seu próprio material genético, e a maquinaria para manufaturar seus próprios RNAs e proteínas. Uma sequência mitocondrial humana publicada revelou 16.569 pares de bases codificando 37 genes no total: 22 para tRNA, 2 para rRNA (ribossômico), e 13 genes de peptídeos. As 13 peptídeos mitocondriais nos humanos são integrados dentro da membrana mitocondrial interna, junto com proteínas codificadas por genes que residem no núcleo da célula hospedeira.

http://www.biosolutions.info/2009/10/exploring-mitochondria.html