As mitocôndrias são organelas encontradas em praticamente todas as células dos seres eucariontes. São responsáveis pela respiração celular aeróbia, ou seja, respiração em que há consumo de oxigênio. Podemos encontrá-las nas formas ovoide, esférica, filamentosa ou de bastonete.
A quantidade de mitocôndrias na célula varia de dezenas a centenas, dependendo do tipo de célula. Nas células do fígado, órgão em que há grande consumo de energia em uma célula, é possível encontrar até duas mil mitocôndrias.
As mitocôndrias são formadas por duas membranas lipoproteicas, semelhantes à membrana citoplasmática, sendo que a membrana externa é lisa, enquanto que a membrana interna é composta de dobras ou septos, chamadas de cristas mitocondriais. Entre as cristas mitocondriais há uma solução viscosa semelhante ao citosol chamada de matriz mitocondrial. Na matriz mitocondrial podemos encontrar enzimas responsáveis pelas reações químicas da respiração. Também na matriz mitocondrial é possível encontrar moléculas de DNA, RNA e ribossomos, que são responsáveis por sintetizar algumas proteínas e até mesmo enzimas que participam do processo da respiração. A mitocôndria também utiliza proteínas produzidas pelo núcleo celular.
As mitocôndrias são as responsáveis pela respiração celular. Nesse processo, as moléculas orgânicas reagem com o oxigênio, formando gás carbônico e água. Ocorre, então, a liberação de energia, que é armazenada em moléculas de ATP (adenosina-trifosfato). Esse ATP, que é produzido pelas mitocôndrias, difunde-se para outras regiões da célula, fornecendo a energia necessária para o seu metabolismo.
As mitocôndrias são organelas muito complexas que possuem DNA próprio, podendo se autoduplicar a partir de mitocôndrias preexistentes, mantendo o seu número sempre constante nas células. As mitocôndrias possuem semelhança genética e bioquímica com algumas bactérias e, por esse motivo, acredita-se que elas sejam descendentes de algumas bactérias primitivas que se instalaram no interior de células eucarióticas primitivas. Essas bactérias teriam penetrado nas células por fagocitose, escapando, assim, dos mecanismos de digestão intracelular da célula. Especialistas acreditam que as bactérias primitivas realizavam respiração aeróbica, e a célula eucariótica primitiva realizava apenas a fermentação. Em razão de a respiração aeróbica liberar maior quantidade de energia, a célula eucariótica passou a contar com maior disponibilidade de energia, enquanto que a bactéria primitiva, além de compartilhar parte do alimento da célula, ganhou proteção, em uma relação de simbiose. Essa teoria é conhecida como teoria endossimbiótica das mitocôndrias.
Nos animais e plantas que realizam a reprodução sexuada, as mitocôndrias têm origem materna, pois as mitocôndrias presentes no gameta masculino degeneram após a fecundação. Sendo assim, as mitocôndrias do zigoto e as do novo indivíduo serão todas descendentes das mitocôndrias que existiam no gameta feminino.
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As mitocôndrias, evolutivamente, teriam origem em bactérias fagocitadas e que não driblaram o processo de digestão, preservando-se em simbiose com a célula hospedeira primitiva. |
Fotomicrografia do rim. Células dos túbulos contorcidos proximais revelam a presença de abundante número de mitocôndrias em seu citoplasma, fornecendo energia para seus numerosos processos de trocas entre o fluido que transita no lúmen (L) do
túbulo e a matriz conjuntiva circundante (M). Várias mitocôndrias exibem forma alongada (seta), a mais comum. Núcleos (N) das células do epitélio de revestimento do túbulos renais estão indicados. (HE, rato)
Fotomicrografia de um túbulo contorcido proximal do rim, em corte transverso. Suas células exibem abundância de mitocôndrias alongadas (M) evidenciadas pela coloração. Sua disposição predominante é junto ao pólo basal, onde há intenso transporte iônico, mas podem alcançar
o ápice celular, associado ao lúmen do túbulo (L). Os núcleos (N), não reativos, são delineados pela distribuição das mitocôndrias em seu citoplasma. A membrana basal (MB) está indicada. (Altmann, murino)
Fotomicrografia de um túbulo contorcido proximal do rim, em corte transverso. Suas células exibem abundância de mitocôndrias alongadas (M) evidenciadas pela coloração. Sua disposição predominante é junto ao pólo basal, onde há intenso transporte iônico, mas podem alcançar
o ápice celular, associado ao lúmen do túbulo (L). Os núcleos (N), não reativos, são delineados pela distribuição das mitocôndrias em seu citoplasma. A membrana basal (MB) está indicada. (Altmann, murino)
Fotomicrografia de corte semi-fino da zona cortical do rim. Mitocôndrias longas e bastonadas (M) são vistas alinhadas em paralelo pelas invaginações da membrana plasmática presentes no pólo basal destas células. Nos tubulos contorcidos proximais vizinhos vários lisossomos (primários ou
secundários) (L) com diferentes dimensões são identificados por sua intensa basofilia no interior da organela. A presença de pequenos vacúolos no interior de alguns destes pode indicar a visualização de lisossomos terciários (L3). Núcleos (N) das células dos túbulos renais estão indicados. (Azul de Toluidina, rato)
Fotomicrografia de túbulo renal proximal do rim. Suas células apresentam grande número de mitocôndrias alinhadas no polo basal, associadas a um grande número de invaginações basais (IB) que projetam-se por vezes até o topo celular. Lisossomos
(L) em grande número podem ser identificados por sua basofilia intensa da matriz. Um possível lisossomo terciário pode ser identificado pela presença de vacúolo (L3). Núcleos (N) das células do túbulo estão indicados. (Azul de Toluidina, rato)
Fotomicrografia de túbulo renal proximal do rim. Estas células trabalham com intenso transporte de íons. Seu polo basal é rico em mitocôndrias que se acomodam nos inúmeros pregueamentos da membrana plasmática denominadas invaginações basais ou labirinto basal (IB). Estas células também
apresentam grande número de lisossomos (L), reconhecidos por sua intensa basofilia da matriz. A presença de vacúolos no interior dessas organelas permite identificar possíveis lisossomos terciários (L3). Núcleos (N) das células do túbulo estão indicados. (Azul de Toluidina, rato)
Eletromicrografia de uma mitocôndria. Esta organela com forma de alteres exibe seu duplo envoltório, composto por uma membrana externa (ME), uma membrana interna (MI) que realiza invaginações
ou cristas mitocondriais (CM) com diferentes padrões morfológicos relacionados à função celular. Suas biomembranas delimitam dois compartimentos distintos, a câmara interna (CI) delimitada pela MI e que contém a matriz mitocondrial eletrondensa, e a câmara externa (CE), disposta entre as duas membranas e no
interior das CM, exibindo menor eletron-densidade. Há cooperação funcional entre o retículo endoplasmático liso (RL) e as mitocôndrias no metabolismo lipídico, com o qual mostra-se sempre em proximidade e por vezes em continuidade física através de sua ME. (MET, planária terrestre)
Eletromicrografia de uma mitocôndria. Esta organela com forma de alteres exibe seu duplo envoltório, composto por uma membrana externa (ME), uma membrana interna (MI) que realiza invaginações ou cristas mitocondriais (CM) com
diferentes padrões morfológicos relacionados à função celular. Suas biomembranas delimitam dois compartimentos distintos, a câmara interna (CI) delimitada pela MI e que contém a matriz mitocondrial eletrondensa, e a câmara externa (CE), disposta entre as duas membranas e no interior das CM, exibindo menor eletron-densidade. Há cooperação funcional entre o retículo
endoplasmático liso (RL) e as mitocôndrias no metabolismo lipídico, com o qual mostra-se sempre em proximidade e por vezes em continuidade física através de sua ME. (MET, planária terrestre)
Eletromicrografia de duas mitocôndrias ancoradas a um microtúbulo (MT) do citoesqueleto para o transporte no citoplasma. Os três elementos mostram-se em corte transverso na imagem. As mitocôndrias exibem seu revestimento formado por dupla biomembrana, uma externa (ME) e outra interna (MI) que realiza longas invaginações denominadas cristas mitocondriais (CM). A câmara interna (CI) contém a matriz mitocondrial eletrondensa, enquanto a câmara externa, que se estende ao interior das cristas, mostra-se eletronlúcida. (MET, planária terrestre)
Eletromicrografia de mitocôndrias (M) em associação com o retículo endoplasmático liso (L). A cooperação metabólica entre as organelas, especialmente no metabolismo lipídico poderia justificar sua freqüente proximidade, não sendo incomum observar-se conexões de membrana entre elas (seta larga). Mitocôndrias são
referidas como local de armazenamento de cálcio não iônico, habitualmente sob a forma de precipitações de carbonato de cálcio. O corpúsculo elétron-denso na matriz (seta vazada) de uma delas poderia indicar tal depósito. Cristas mitocondriais estão indicadas (CM). (MET, planária terrestre)
Eletromicrografia de mitocôndrias em corte transverso. As quatro mitocôndrias no campo revelam intensa eletron-densidade na matriz mitocondrial que preenche a câmara interna (CI). As membranas externa e interna (M) delimitam sua câmara externa
de conteúdo eletron-lúcido. A câmara externa estende-se ao interior das cristas mitocondriais (CM). As mitocôndrias, como todas as demais organelas recebem conteúdo e membrana através de vesículas de transferências (VT) de endossomos tardios e outras organelas de síntese. Mitocôndrias e retículo endoplasmático liso (L) cooperam no metabolismo lipídico, o que
poderia justificar a freqüente proximidade entre ambos e por vezes pode-se identificar continuidade física entre suas biomembranas (seta larga). (MET, planária terrestre)
Eletromicrografia de mitocôndrias
(M) em aparente processo de divisão ou fusão (entre as setas largas). Estas organelas por apresentarem material genético são capazes de duplicação por fissão binária, bem como de fusão para determinados propósitos, como a formação do Nebenkern na gametogênese de insetos. Uma das duas mitocôndrias também exibe fusão com possíveis vesículas de transferência
(seta fina) liberadas a partir do endossomo tardio, ou corpo multivesicular (CM) visível no campo. Sua cooperação metabólica com o retículo endoplasmático liso (L) pode justificar a continuidade de suas membranas (seta vazada). (MET,
planária)