Nas plantas, os íons cálcio (Ca²⁺) desempenham papéis cruciais em vários processos fisiológicos, incluindo a produção de energia em centrais celulares conhecidas como mitocôndrias. A absorção de Ca²⁺ pelas mitocôndrias vegetais envolve vários mecanismos e sistemas de transporte presentes na membrana mitocondrial. Aqui está uma visão geral de como os íons de cálcio entram nas mitocôndrias das plantas:

1. Canal de ânions dependente de tensão (VDAC):
A membrana mitocondrial externa contém canais aniônicos dependentes de voltagem (VDACs) que permitem a passagem de pequenas moléculas e íons, incluindo Ca²⁺, ao longo de seu gradiente eletroquímico. Os VDACs são regulados por alterações no potencial de membrana e podem facilitar o influxo de Ca²⁺ no espaço intermembranar mitocondrial.

2. Uniportador mitocondrial de Ca²⁺ (MCU):
A membrana mitocondrial interna contém um uniportador de Ca²⁺ específico conhecido como uniportador de Ca²⁺ mitocondrial (MCU). O complexo MCU consiste em várias subunidades que formam um canal através do qual os íons Ca²⁺ podem entrar na matriz mitocondrial. O complexo MCU é altamente seletivo para Ca²⁺ e é regulado por vários sinais e fatores celulares, incluindo a atividade dos sensores de Ca²⁺ e o gradiente eletroquímico através da membrana mitocondrial interna.

3. Antitransportador de Ca²⁺/H⁺:
Além do MCU, a membrana mitocondrial interna também contém um antiportador Ca²⁺/H⁺. Este antiportador utiliza o gradiente de prótons gerado pela cadeia de transporte de elétrons para conduzir a troca de íons Ca²⁺ por íons H⁺. O antiportador Ca²⁺/H⁺ contribui para o acúmulo de Ca²⁺ na matriz mitocondrial, utilizando o gradiente de prótons como fonte de energia.

4. Trocador mitocondrial de Ca²⁺/Na⁺:
Algumas mitocôndrias de plantas possuem um trocador Ca²⁺/Na⁺ que medeia a troca de íons Ca²⁺ por íons Na⁺. Este trocador ajuda a manter a homeostase do Ca²⁺ dentro das mitocôndrias, expelindo o excesso de Ca²⁺ em troca de Na⁺.

5. Fosfatidilserina Descarboxilase (PSD):
A fosfatidilserina descarboxilase (PSD) é uma enzima envolvida na síntese de fosfatidiletanolamina (PE), um componente fosfolipídico das membranas mitocondriais. A atividade do PSD tem sido associada à captação de Ca²⁺ nas mitocôndrias, e sugere-se que o processo de descarboxilação gera um gradiente de prótons que impulsiona o transporte de Ca²⁺.

Esses mecanismos trabalham em conjunto para regular o influxo de Ca²⁺ nas mitocôndrias das plantas. A absorção de Ca²⁺ é crucial para várias funções mitocondriais, incluindo produção de energia, sinalização de espécies reativas de oxigênio (ROS) e regulação de vias metabólicas. Ao manter níveis adequados de Ca²⁺, as plantas podem otimizar a função mitocondrial e garantir a produção adequada de energia celular e a homeostase.