Seus resultados mostram que as proteínas responsáveis pela produção de energia, conhecidas como complexo respiratório, não agem sozinhas. Em vez disso, agrupam-se em grandes estruturas chamadas “supercomplexos”, que desempenham um papel fundamental na produção eficiente de ATP, a principal fonte de energia da célula.
As mitocôndrias são encontradas nas células de quase todos os organismos vivos, incluindo plantas, animais e humanos. Eles usam o oxigênio que respiramos e os carboidratos da nossa alimentação para produzir ATP, que alimenta as funções básicas das células, produzindo assim energia.
Embora estes complexos da cadeia respiratória tenham sido descobertos há 70 anos, a sua organização exacta dentro das mitocôndrias ainda é desconhecida. Usando tecnologia de tomografia crioeletrônica de última geração, pesquisadores liderados pelo Dr. Florent Waltz e pelo professor Ben Engel do Biocentro da Universidade de Basel foram capazes de criar imagens de alta resolução da cadeia respiratória diretamente dentro das células com resolução sem precedentes. As descobertas foram publicadas na revista Science.
“Nossos dados mostram que as proteínas respiratórias se organizam em regiões específicas da membrana das mitocôndrias e se unem para formar um tipo principal de supercomplexo”, explica Florent Waltz, pesquisador da SNSFAmbizione e primeiro autor do estudo. "Usando a microscopia eletrônica, os supercomplexos individuais são claramente visíveis - podemos ver diretamente como eles se estruturam e funcionam. O supercomplexo respiratório bombeia prótons através da membrana mitocondrial. O complexo gerador de ATP atua como um moinho de água, usando esse fluxo de prótons para impulsionar a produção de ATP."
Os pesquisadores examinaram mitocôndrias em células vivas de Chlamydomonas reinhardtii. “Ficamos muito surpresos que todas as proteínas estivessem realmente organizadas em supercomplexos como este”, disse Walz. “Essa estrutura pode tornar a produção de ATP mais eficiente, otimizar o fluxo de elétrons e minimizar a perda de energia”.
Além do supercomplexo, os pesquisadores também puderam examinar mais de perto a estrutura da membrana mitocondrial. “É uma reminiscência do tecido pulmonar: a membrana mitocondrial interna tem muitas dobras que aumentam a área de superfície para acomodar o maior número possível de complexos respiratórios”, disse Engel.
No futuro, os investigadores pretendem descobrir porque é que os complexos respiratórios estão interligados e como esta sinergia aumenta a eficiência da respiração celular e da produção de energia. A pesquisa também pode fornecer novos insights sobre biotecnologia e saúde.
“Ao estudar a estrutura destes complexos em outros organismos, podemos obter uma compreensão mais ampla da sua organização básica”, explica Walz. “Isso não só poderia revelar adaptações evolutivas, mas também poderia nos ajudar a entender por que a ruptura desses complexos leva a doenças humanas”.
Compilado de /ScitechDaily