Citologia | Origem das Mitocôndrias e Cloroplastos

outubro 24, 2018

As mitocôndrias e cloroplasto são uma das mais incríveis estruturas no interior das células, pois são responsáveis, respectivamente, pela produção de energia e fotossíntese que as mantém vivas. Quem diria que essas estruturas são descendentes diretos de bactérias. Isso mesmo, bactérias!

A análise da ultraestrutura das mitocôndrias revelou que elas possuem duas camadas de membranas, um externa e outra interna que contém entre si o um Espaço Intermembranoso. A membrana interna sofre dobramentos formando as Cristas Mitocondriais. O espaço interno das mitocôndrias, entre as cristas mitocondriais, é denominado Matriz Mitocondrial. 

A mesma estruturação básica pode ser observada com cloroplastos. Eles também possuem uma dupla camada de membranas, mas, desta vez, os dobramentos da membrana interna são denominados Tilacoides, estruturas que contém as moléculas de clorofila. O espaço interno do cloroplasto é denominado Estroma.

Compreender a existência dessas estruturas facilitará o entendimento futuro de como eles estão relacionadas à produção de energia e da fotossíntese e o porque delas serem descendentes diretos de bactérias.

Em algum momento do tempo, as procariotas deram origem as células eucariotas.



Figura 1 - Estruturação da mitocôndria.
(Fonte: https://bit.ly/2POSua4).

Além das estruturas citadas acima, as mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio material genético (DNA) e ribossomos (Figura 1). A análise desses estruturas revelou que elas são similares àquelas encontradas em bactérias e distintas das encontradas no interior nas nossas células.

Lynn Margulis (1981) propôs a Teoria Endossimbiótica, onde descreve como bactérias com capacidade de realizar Respiração Aeróbia e Fotossíntese se tornaram, respectivamente, o que hoje denominamos mitocôndrias e cloroplastos.

Para que você entenda um pouco melhor o que aconteceu, as células mais primitivas conhecidas são as dos Procariotas (bactérias e cianobactérias). Em algum momento do tempo, as procariotas deram origem as células Eucariotas. Isso ocorreu a partir da invaginação da membrana plasmática das procariontes, dando origem à um sistema de membranas interno que envolveu o material genético que antes estava disperso no citoplasma e, consequentemente, formou-se o núcleo (Figura 2).


Figura 2 - Teoria Endossimbiótica.
(Fonte: https://bit.ly/2EI4IAc).

Esse sistema de membranas formou o que hoje denominamos Retículo Endoplasmático e Carioteca (também chamada de membrana nuclear). O volume das primeiras células eucariontes aumentou significativamente, tornando-as várias vezes maiores do que as procariontes. A capacidade que essas bactérias possuem de se multiplicar e de produzir energia foi o fator primordial para que a associação simbiótica funcionasse.

Esse aumento no volume demanda um maior gasto energético com o gerenciamento das funções celulares, o que se tornaria um problema para a sobrevivência da célula, caso ela não tivesse realizado a endossimbiose. O problema energético foi solucionado com a endossimbiose, bactérias aeróbias foram englobadas pelas novas células eucarióticas primitivas, o que explica a existência da dupla membrana nas mitocôndrias e cloroplastos atuais.

A capacidade que essas bactérias possuem de se multiplicar e de produzir energia foi o fator primordial para que a associação simbiótica funcionasse. De um lado, um enorme célula eucarionte com uma grande capacidade de obter alimento, do outro, uma minúscula “usina” de energia que pode agora utilizar o alimento disponível. O mesmo pode ser pensado em relação aos cloroplastos, sendo que a célula eucarionte fornece agora, em abundância, os componentes necessários à fotossíntese e, em contra partida, recebe alimento (carboidratos).

Essa relação se perpetuou ao longo das gerações de tal forma que, hoje, é impossível as células eucariontes sobreviverem sem as mitocôndrias e, para o caso dos autótrofos, sem os cloroplastos.

Finalizamos aqui mais um artigo que certamente trouxe importantes informações sobre o processo evolutivo celular. Se de alguma forma isso foi útil à você, compartilhe para que possamos alcançar mais pessoas.

Um grande abraço e bons estudos!

Referências

ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.

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