As mitocôndrias e os cloroplastos são organelos membranosos encontradas nas células eucarióticas, com a função de realizar respiração celular e fotossíntese respectivamente. Embora sejam estruturas membranares elas não se incluem nos constituintes do sistema endomembranar devido a sua estrutura peculiar, possuem o seu próprio sistema de membranas internas, há presença de duas membranas revestindo-as; possuem ribossomas e o seu próprio material genético (DNA circular, assim como as bactérias) que programa a síntese de algumas de suas proteínas; possuem capacidade de se duplicar independentemente; estes são considerados organelos semiautónomos. 

No entanto estes organelos apresentam algumas características estruturais diferentes.

MITOCÔNDRIAS

As mitocôndrias encontram-se dispersas no hialoplasmas de todas células eucarióticas, podendo assumir diferentes formas e a sua abundancia varia com o tamanho da célula e com a actividade da mesma. As mitocôndrias geralmente possuem a forma de bastonete e o seu conjunto é denominado condrioma.

As mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular aeróbia, constituindo local de intensa produção de ATP.

As mitocôndrias apresentam-se constituídas por duas membranas lipoprotéica: uma externa, lisa e contínua, e a outra interna, que apresentam invaginações, formando as cristas mitocondriais. O espaço compreendido entre as duas membranas chama-se espaço intermembranar. 

O espaço delimitado pela membrana interna (cristas mitocondriais) é denominado matriz mitocondrial, que é constituída por uma substância finamente granulosa, rica em enzimas, iões cálcio e magnésio, mitorribossomas (ribossomas menores que os ribossomas citoplasmáticos), moléculas de RNAs e DNA.

CLOROPLASTOS

Os cloroplastos são organelos exclusivo das células vegetais, encontrando-se dispersas nos seus hialoplasmas, podendo assumir diferentes formas e a sua abundancia varia com o tamanho da célula e com a actividade da mesma. Nas células das algas multicelulares é comum encontrar cloroplastos relativamente grande e em pequenos números, em células de plantas é comum serem pequenos e números.

Os cloroplastos são os responsáveis pela fotossíntese nas células eucarióticas, e também desempenham funções de armazenamentos de substâncias.

Os cloroplastos são formados por três componentes principais: envelope, tilacóides e estroma.

  • O envelope é cosntituido por duas membranas: uma interna e a outra externa. Quando jovem a membrana externa do cloroplasto (protopastídeos ou protoplastos) é lisa e a interna apresenta invaginações, que liberam para dentro do organelo pequenas vesículas membranosas (tilacóides)

  • Tilacóides são discos achatados onde estão localizados as moléculas de clorofilas. Os tilacóides têm origem na membrana interna dos cloroplastos quando jovens (protopastídeos ou protoplastos). Nos cloroplastos maduros os tilacóides apresentam-se empilhados, lembrando um conjunto de moedas sobrepostas. Cada destes conjuntos recebe o nome de granum, e o conjunto de granum recebe o nome de grana. Cada granum pode comunicar-se com o outro por meio de estruturas lamelares denominadas intergranas.

  • No estroma encontram-se mergulhados os dois tipos de estrutura lamelares (grana e intergrna). Ela compreende  o espaço localizado entre o envelope e os tilacóides. O estroma apresenta ribossomas, material genético (DNA e RNA) e importantes enzimas que participam nas reacções da etapa química da fotossíntese.

ORIGEM DAS MITOCÔNDRIAS E DOS CLOROPLASTOS- TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA

A teoria endossinbiótica proposta por Lynn Margulis, em 1981, sugere que alguns organelos (mitocôndrias e os cloroplastos) tiveram origem a partir de organismos procariotas que foram capturados e adoptados por algumas células, vivendo, assim, em simbiose.


Provavelmente os ancestrais dos eucariotas eram anaeróbios e tinham por hábito englobar bactérias como alimento. Em algum momento da evolução destes organismos, algumas bactérias, que já tinham a capacidade de realizar respiração foram mantidas no citoplasma destas células sem serem degradadas. Estas bactérias eram consideradas benéficas, pois, participavam na degradação de moléculas orgânicas por meio da respiração aeróbia, liberando grandes quantidades de ATPs. A partir desta relação simbiótica, estas bactérias teriam dado origem as actuais mitocôndrias.

Algum tempo depois desta simbiose, alguns eucariotas iniciaram outra relação simbiótica, desta vez com as cianobactérias. Ao englobar as cianobactérias sem as degradar, os eucariotas forneciam protecção, em compensação, as cianobactérias forneciam moléculas orgânicas produzidas por meio da fotossíntese. Esta relação foi tão vantajosa que ela perpetuou-se, e a partir destas bactérias teriam surgido os actuais cloroplastos.