mitocôndria - Nuepe UFPR

MITOCÔNDRIA
Mariana Machado, Ruth Janice Guse Schadeck
Navegue na mitocôndria:
http://ufpr.sistemaspibid.com.br/site/projects/35/paginas/654
Metodologia
Na construção da mitocôndria utilizou-se o Programa Adobe Flash® para a realização das
animações. Este programa permite criar animações de uma forma fácil e possui excelentes
recursos para a multimídia. O Adobe Flash Player® disponibiliza técnicas de programação em sua
própria linguagem Action Script, possibilitando a produção de animações que não focam apenas
na ilustração, mas também no envolvimento que o usuário terá para a manipulação das
animações que está vendo. Além disso, este programa permite a importação de imagens, assim
como, a criação de símbolos e botões, interpolações de movimento, inclusão de caixa de
legendas e texto, construindo um produto final de qualidade no seu conteúdo e interação. Esses
materiais já foram disponibilizados em oficinas e o retorno dos estudantes foi muito positivo. As
ilustrações forma realizadas no programa Adobe Illustrator® que possui grande quantidade de
ferramentas para a criação de imagens. Os recursos gráficos do Adobe Illustrator® de maior
importância no desenvolvimento deste projeto são a construção de imagens tridimensionais com
efeitos de luz e sombra, ajustes de cor, contraste e brilho e transformações de imagem e do seu
tamanho para a construção de uma imagem de boa qualidade.
Descrição da animação interativa
A imagem da mitocôndria em 3D
que foi produzida apresenta as
seguintes estruturas: membrana
externa,
espaço
entre
membranas, membrana interna,
cristas mitocondriais e matriz
mitocondrial (figura 1).
Figura 1. Mitocôndria.
Obteve-se como resultado desta etapa do projeto, as animações da respiração celular
(glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória). Em cada animação ao término de sua execução o
usuário pode repetir a mesma ou pode selecionar a opção na qual animação surge com legendas
em textos explicativos. Todo esse material pode ser acessado, na forma de uma mídia interativa,
pelos alunos utilizando seus computadores.
A seguir com a utilização de imagens estáticas serão descritos os principais aspectos
dessa mídia interativa.
A partir da imagem da mitocôndria começou-se o desenvolvimento das imagens que
compõem o seu interior, como as etapas da respiração celular ocorrem em diferentes locais
(citoplasma da célula, interior da mitocôndria e crista mitocondrial) cada local foi desenhado para
facilitar a compreensão das mesmas (Figura 2).
Figura 2. Representação da crista mitocondrial e
espaço entre membranas (local onde ocorre a Cadeia
Respiratória).
Criou-se um menu principal da mitocôndria que tem total interação com o usuário, tornando
possível a visualização das animações na ordem em que desejar (Figuras 3 e 4).
Figura 3. Menu principal da mitocôndria
Figura 4. Menu principal da Respiração Celular.
Quando o usuário escolhe alguma das opções das animações, ele é direcionado para a
interface da animação escolhida. O primeiro texto que aparece (Figura 5), contém uma explicação
breve do que está acontecendo na animação, o usuário também tem a opção de um texto
explicativo com maiores informações (Figura 5 – Representação Texto Glicólise – Mais
informações), assim fica a seu critério escolher a alternativa que preferir.
Figura 5. Representação do texto da Glicólise.
Figura 6. Representação do texto Mais Informações da Glicólise.
Glicólise
A glicólise é a primeira etapa da respiração celular, ela ocorre no citoplasma da célula (meio
intracelular). Na glicólise ocorre a quebra de uma molécula de glicose em duas moléculas de
piruvato ou ácido pirúvico (Figura 7). Na animação a glicose é representada por uma esfera que
sofrerá modificações ao longo do processo, conforme descrito na figura 7.
A. Glicose no citoplasma.
C. Quebra da Glicose.
Figura 7. Representação da Glicólise.
Ciclo de Krebs
B. Glicose passando por reações.
D. Formação de dois piruvatos.
Nesta animação antes do início do ciclo de Krebs o estudante
acompanhará o piruvato entrando dentro da mitocôndria para que ele se
a uma molécula de Coenzima-A (CoA) e seja transformado em AcetilCoA (Figura 8). É importante que esta ligação aconteça porque é o
Acetil-CoA que irá participar do ciclo de Krebs, nesta ligação ocorre a
formação de uma molécula de NADH+ e de gás carbônico (CO2) (figura
11).
Após ser formado, o acetil-CoA passará então para o ciclo de
Krebs. O usuário poderá observar este ciclo através de uma animação
onde o acetil-CoA aparece entrando em um ciclo giratório. No ciclo de
Krebs ocorrem reações onde a molécula de acetil-CoA é quebrada
liberando três moléculas de H+ (hidrogênio), uma molécula de gás
carbônico, sendo também formada uma molécula de ATP. Assim,
conforme ocorre o giro deste ciclo, o usuário observará as moléculas de
hidrogênio (H+) sendo liberadas e se encontrando com o NAD, um
aceptor de elétrons, para que haja a formação do NADH+, nessa
Figura 8. Frames
representativos do ciclo
de Krebs. As bolinas
iniciais representam
piruvato e CoA.
animação também é possível ver a liberação do gás carbônico e a formação do ATP com o
encontro de uma molécula de fosfato inorgânico (Pi) e uma molécula de ADP (adenosina
difosfato) (figura 9).
Cadeia Respiratória
A cadeia respiratória ou transportadora de
elétrons ocorre nas cristas mitocondriais onde se
encontram proteínas transportadoras (citocromos)
com afinidade para os elétrons. Nesta etapa, os
NADH+, produzidos nas duas etapas anteriores
(glicólise e ciclo de Krebs), cedem os seus
hidrogênios com seus elétrons aos citocromos. Ao
longo da cadeia respiratória ocorre a liberação
gradual de energia à medida que os elétrons passam
Figura 9 - Cadeia mitocondrial de elétrons
de um transportador para o outro, esta energia
liberada é utilizada na síntese de moléculas de ATP. No final da cadeia transportadora, os
hidrogênios (prótons H+) são captados pelo oxigênio para a formação de moléculas de água. Esta
etapa é a responsável pela maior parte de produção de ATP pela célula.
Na animação desta etapa representou-se a crista mitocondrial e o espaço entre membranas, o
usuário observará a camada de fosfolipídios e os citocromos que fazem parte da membrana
interna da mitocôndria (esta membrana forma a crista mitocondrial). A animação se inicia com a
separação do NADH+, assim o hidrogênio (H+) libera seus elétrons para o primeiro citocromo. Os
elétrons liberados pelo hidrogênio são representados por bolinhas amarelas que passam entre os
citocromos até chegarem ao oxigênio (O2), representado por uma bolinha verde (figura 9). Ao
final da cadeia respiratória ocorre a formação de ATP e também de moléculas de água.