Dica do autor: A fosforilação oxidativa mitocondrial depende de dois eventos interligados: (1) a cadeia transportadora de elétrons, que bombeia prótons (H⁺) da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar, criando um gradiente eletroquímico, e (2) a ATP sintase, que utiliza esse gradiente para converter ADP + Pi em ATP à medida que os prótons retornam à matriz.
O 2,4-dinitrofenol (DNP) atua como um desacoplador, ou seja, ele permite o retorno de prótons à matriz mitocondrial de forma independente da ATP sintase, funcionando como um carreador de prótons através da membrana interna.
O resultado é que, embora os elétrons continuem fluindo pela cadeia respiratória (até mais intensamente, aumentando o consumo de O₂), não há acúmulo de prótons no espaço intermembranar, impedindo a síntese de ATP. A energia do gradiente que seria usada para gerar ATP é dissipada na forma de calor, e a célula entra em déficit energético, mesmo com a mitocôndria aparentemente ativa.

Alternativa A: INCORRETA. O NADH entra normalmente na mitocôndria e alimenta o Complexo I da cadeia respiratória. O DNP não interfere nesse transporte, mas sim na utilização do gradiente de prótons.

Alternativa B: INCORRETA. O DNP não bloqueia o Complexo II nem a oxidação do FADH₂. A cadeia transportadora de elétrons segue funcionando normalmente ou até de forma acelerada.

Alternativa C: INCORRETA. O DNP não estimula nem interage diretamente com a ATP sintase, muito menos acelera o consumo de ATP. O efeito é exatamente o oposto: a síntese de ATP é prejudicada.

Alternativa D: CORRETA. O DNP dissipa o gradiente de prótons, impedindo que a ATP sintase utilize esse gradiente para promover a fosforilação do ADP. Isso explica a queda na produção de ATP, mesmo com a cadeia respiratória e o consumo de O₂ ativos. Essa é a alternativa correta.

Alternativa E: INCORRETA. O DNP não bloqueia canais de potássio mitocondriais. Seu efeito primário é na membrana interna mitocondrial, transportando prótons e anulando o gradiente eletroquímico necessário à síntese de ATP.

Resposta correta: Alternativa D

Referências:

• ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2020.

• WATSON, J. D. et al. Biologia molecular do gene. 8. ed. São Paulo: Pearson, 2022.

• COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A célula: uma abordagem molecular. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2020.