Biologia - Estuda Que Passa

Biologia
Respiração Celular
Professor Enrico Blota
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Biologia
RESPIRAÇÃO CELULAR
A bioenergética é o estudo dos processos do metabolismo celular de produção e quebra de
energia nos seres vivos. Os principais processos são Fermentação, Respiração Celular Aeróbia,
Fotossíntese e Quimiossíntese.
A energia necessária para a realização dos processos celulares que consomem energia é retirada
principalmente a partir da molécula de ATP. Porém, para produzir essa molécula a célula utiliza
moléculas orgânicas como fonte (energia química), principalmente carboidratos e lipídios e isso
ocorre a partir do catabolismo dessas moléculas.
A respiração e a fermentação são os principais processos de catabolismo para a síntese de ATP.
Podemos resumir os processos de utilização de energia química a partir do esquema abaixo:
A glicólise é uma das principais vias catabólicas da bioenergética, conforme abaixo:
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Fermentação
Organismos que só vivem na presença de oxigênio são chamados aeróbios obrigatórios e
organismos que vivem na ausência de oxigênio são chamados de anaeróbios. Porém, alguns
eucariotos, como as leveduras, alguns moluscos, alguns anelídeos e certas bactérias são
chamados anaeróbios facultativos, pois podem viver tanto na presença como na ausência de
oxigênio. O principal processo anaeróbio de produção de ATP a partir de substâncias orgânicas
é a fermentação. Além disso, nossas próprias células executam fermentação se faltar oxigênio
para a respiração celular. Podemos definir fermentação como um processo de degradação
incompleta de moléculas orgânicas com liberação de energia para formação de ATP, em que
+
o aceptor de elétrons e de H é uma molécula orgânica. A parte final da fermentação, em que
o ácido pirúvico é transformado em ácido lático – fermentação lática, ou em etanol e gás
carbônico – fermentação alcoólica, é uma reação de oxirredução, sendo o ácido pirúvico a
+
molécua que atua como aceptor final de elétrons e dos H liberados na glicólise e captados pelo
+
NAD . Um outro processo é conhecido como fermentação acética e é empregado na produção
de vinagre. Ele é realizado por bactérias dos gêneros Acetobacter e Acetomonas, que crescem
espontaneamente em bebidas alcoólicas, como vinho, expostas ao ar, oxidando o álcool, que se
transforma em ácido acético.
Anotações:
Respiração celular
É o processo de formação de energia para o metabolismo. Consiste na liberação da energia
química continua em compostos orgânicos. Os transportadores desta energia são moléculas
de ATP (trifosfato de adenosina) que serão utilizadas mediante a necessidade da célula. A
fonte energética da respiração é a glicose que será degradada lentamente para um melhor
aproveitamento energético da molécula. A degradação da glicose compreende quatro etapas:
1.GLICÓLISE – Consiste na conversão de açúcares em piruvato e que se processa no
citoplasma.
2. OXIDAÇÃO DO PIRUVATO – O piruvato formado na glicólise é transformado em acetil com
liberação de CO2.
3. CICLO DE KREBS – Conhecida também por ciclo do ácido cítrico, é uma sequência de reações
interligadas que ocorrem na matriz mitocondrial com o objetivo de oxidar completamente
moléculas de Acetil CoA e liberar CO2.
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Biologia – Respiração Celular – Prof. Enrico Blota
4. CADEIA RESPIRATÓRIA (FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA) – Envolve a fosforilação do ADP para
formar ATP associado à transferência de elétrons para o oxigênio com a libertação de água.
Ocorre nas cristas mitocondriais.
EQUAÇÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO
Glicólise – Sequência de 10 reações químicas catalisadas por enzimas livres no citosol. Nela,
uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), com saldo
líquido de duas moléculas de ATP.
Anotações:
Oxidação do piruvato e Ciclo de Krebs – O ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado
através das membranas das mitocôndrias, na matriz mitocondrial, se transforma em acetil e
reage imediatamente com uma substância denominada coenzima A (CoA). Nessa reação, são
produzidas uma molécula de acetilcoenzima A (acetil-CoA) e uma molécula de gás carbônico
+
(CO2). Dela também participa uma molécula de NAD , que se transforma em NADH ao capturar
2 elétrons de alta energia.
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Cadeia respiratória (fosforilação oxidativa) – A síntese de maior parte do ATP gerado na
respiração celular está acoplada à reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, que se
+
transformam em NAD e FAD respectivamente. Nessa reoxidação, são liberados elétrons com
alto nível de energia que, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a
moléculas de água.
A energia liberada gradativamente pelos elétrons durante sua transferência até o gás oxigênio
é usada na produção de ATP. O termo fosforilação oxidativa refere-se justamente à produção
de ATP, pois a adição de fosfato ao ADP para formar ATP é uma reação de fosforilação. Ela é
chamada oxidativa porque ocorre diversas oxidações sequenciais, nas quais o último grande
oxidante é o gás oxigênio (O2).
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