Questão de Biologia — Organelas Citoplasmáticas — VUNESP 2025

Origem das mitocôndrias e cloroplastos: a Teoria Endossimbiótica

Gabarito: letra B. Mitocôndrias e cloroplastos originaram-se por endossimbiose, ou seja, pela incorporação de organismos procarióticos (bactérias) por células eucarióticas ancestrais, que passaram a viver em associação mutualística. Essa é a explicação aceita para a presença de membrana dupla, DNA próprio e ribossomos semelhantes aos bacterianos nessas organelas — características que as alternativas A, C, D e E tentam atribuir a outros mecanismos.

A teoria endossimbiótica, proposta por Lynn Margulis na década de 1960, explica a origem de duas organelas fundamentais: as mitocôndrias, presentes em praticamente todas as células eucarióticas, e os plastos (como os cloroplastos), presentes em algas e plantas. A ideia central é que uma célula eucariótica ancestral, provavelmente um organismo heterotrófico anaeróbio, englobou bactérias aeróbias (que deram origem às mitocôndrias) e, posteriormente, cianobactérias fotossintetizantes (que deram origem aos cloroplastos). Em vez de serem digeridas, essas bactérias estabeleceram uma relação mutualística: a célula hospedeira fornecia proteção e nutrientes, enquanto as bactérias forneciam energia (ATP, no caso das mitocôndrias; glicose, no caso dos cloroplastos).

As evidências que sustentam essa teoria são robustas e explicam exatamente as características citadas no enunciado:

• Membrana dupla: a membrana externa seria derivada da membrana da célula hospedeira (do fagossomo que englobou a bactéria), enquanto a membrana interna seria a membrana plasmática original da bactéria endossimbionte.

• DNA próprio: mitocôndrias e cloroplastos possuem DNA circular, semelhante ao DNA bacteriano, e não associado a histonas, como o DNA nuclear eucariótico.

• Ribossomos próprios: os ribossomos dessas organelas são do tipo 70S (menores), semelhantes aos ribossomos de bactérias, e não os ribossomos 80S típicos do citoplasma eucariótico.

• Autoduplicação: mitocôndrias e cloroplastos se multiplicam por fissão binária, processo semelhante ao das bactérias, e não por divisão celular coordenada com o núcleo.

• Sensibilidade a antibióticos: essas organelas são afetadas por antibióticos que atuam em bactérias (como cloranfenicol), o que não ocorre com outras organelas eucarióticas.

É importante distinguir a endossimbiose de outros processos de origem de organelas. O sistema endomembranoso (retículo endoplasmático, complexo golgiense, lisossomos, etc.) teria surgido por invaginações da membrana plasmática, como mencionado no texto de apoio: "Acredita-se que os compartimentos membranosos das células eucarióticas surgiram por invaginações da membrana plasmática em um ancestral procariótico". Essa é a origem proposta para as organelas do sistema de endomembranas, mas NÃO para mitocôndrias e cloroplastos, que têm origem endossimbiótica. A alternativa A, que fala em invaginações do retículo endoplasmático liso, mistura os dois conceitos: o retículo endoplasmático faz parte do sistema endomembranoso, mas não deu origem a mitocôndrias ou cloroplastos.

A pegadinha da questão está em confundir a origem do sistema endomembranoso (por invaginação da membrana) com a origem das organelas energéticas (por endossimbiose). O enunciado já fornece as pistas: "membranas duplas, DNA próprio e ribossomos" — características que só a endossimbiose explica. Guarde essa distinção: invaginação da membrana → sistema endomembranoso; endossimbiose → mitocôndrias e plastos.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a origem decorre de invaginações do retículo endoplasmático liso. Erro duplo: (1) o retículo endoplasmático liso é uma organela do sistema endomembranoso, que teria surgido por invaginação da membrana plasmática, não por invaginação de si mesmo; (2) mitocôndrias e cloroplastos não se originam de invaginações de nenhuma membrana — sua origem é endossimbiótica. A invaginação da membrana explica a formação de compartimentos como o RE e o Golgi, mas não dessas organelas.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

É exatamente a teoria endossimbiótica: células eucarióticas ancestrais englobaram bactérias aeróbias (→ mitocôndrias) e cianobactérias fotossintetizantes (→ cloroplastos), estabelecendo uma relação mutualística. As características citadas no enunciado (membrana dupla, DNA próprio, ribossomos) são as evidências clássicas dessa origem. O texto de apoio confirma: "Os biólogos acreditam que, assim como as mitocôndrias, os plastos também surgiram por um processo de endossimbiose, em que bactérias fotossintetizantes foram englobadas por primitivas células eucarióticas".

Alternativa C — ❌ Incorreta

A síntese de precursores proteicos no núcleo é um processo celular normal (transcrição e tradução), mas não explica a origem de organelas. Mitocôndrias e cloroplastos têm DNA próprio e sintetizam parte de suas proteínas internamente, o que contraria a ideia de que seriam formados apenas a partir de proteínas nucleares. Além disso, a origem dessas organelas é um evento evolutivo, não um processo biossintético.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Vesículas do complexo golgiense são responsáveis pelo transporte e empacotamento de macromoléculas, mas não dão origem a mitocôndrias ou cloroplastos. O complexo golgiense faz parte do sistema endomembranoso, cuja origem é por invaginação da membrana, e não tem relação com a origem das organelas energéticas. A alternativa confunde a função de tráfego de vesículas com a origem evolutiva das organelas.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A compartimentalização do citoplasma em células eucarióticas primitivas é uma hipótese para a origem do sistema endomembranoso (por invaginação da membrana plasmática), mas não explica a origem de mitocôndrias e cloroplastos. Essas organelas têm características (DNA próprio, ribossomos 70S, dupla membrana) que não podem ser explicadas apenas por compartimentalização interna — exigem a incorporação de organismos procarióticos.

Na prova, ao ver "membrana dupla, DNA próprio, ribossomos 70S", associe imediatamente a endossimbiose. Essa é a assinatura da teoria.

Gabarito: letra B