Biologia 1

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Bolsa limitada por duas membranas
semelhantes à membrana plasmática.
A interna forma uma série de dobras ou septos,
as cristas mitocondriais, entre as quais há uma
solução gelatinosa, a matriz mitocondrial.
Na matriz e na membrana interna, existem
várias enzimas responsáveis pelas reações
químicas da respiração celular.
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Teriam surgido de bactérias que, há cerca de
2,5 bilhões de anos, foram fagocitadas por
células procarióticas maiores e passaram a
viver dentro delas. Esta é a teoria
endossimbiótica das mitocôndrias.
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É aquela que ocorre com consumo de oxigênio.
Na combustão, as ligações químicas são
rompidas com a reação com moléculas de
oxigênio, sendo formados gás carbônico e
água, no final do processo.
Na respiração, ocorre o mesmo, mas de
maneira gradativa, com energia liberada em
pequenas parcelas.
A principal molécula utilizada pelas células
como fonte de energia é a glicose.
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C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energia
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Glicose + Oxigênio  Gás carbônico + água +
energia
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A energia obtida na respiração celular não é
usada de imediato. Cada parcela é utilizada na
síntese de adenosina-trifosfato(ATP).
O processo se dá através da fosforilação de
uma adenosina-difosfato(ADP).
O ATP fica no citoplasma e quando a célula
necessitar de energia, a ligação entre o ADP e o
fosfato é quebrada, liberando energia e o
fosfato.
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A energia armazenada nas ligações químicas
da glicose é liberada por meio de oxidações
sucessivas. Uma substância se oxida quando
perde elétrons.
No caso da glicose, isso ocorre por meio de
NAD+ e do FAD+, que são reduzidos (recebem
elétrons) e depois se oxidam, doando elétrons
para a cadeia respiratória.
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Glicólise
Ciclo de Krebs
Cadeia Respiratória
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Ocorre no citoplasma e consiste na quebra
parcial da glicose em duas moléculas de ácido
pirúvico (=piruvato, molécula com 3 carbonos).
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Esta fase ocorre na matriz das mitocôndrias.
Antes de o ciclo se iniciar, há uma etapa
preparatória, no qual o ácido pirúvico perde
hidrogênio e carbono, formando um composto
de 2 carbonos (acetila), que alimenta o ciclo de
Krebs. O processo de “quebra” de lipídeos e
aminoácidos também pode gerar acetilas, que
entram no ciclo de Krebs para gerar energia.
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Ocorre na membrana interna da mitocôndria.
Aqui, os átomos de hidrogênio retirados pelo
NAD das cadeias de carbono durante a
glicólise e o Ciclo de Krebs são transportados
por várias moléculas intermediárias até o
oxigênio, formando água e grande quantidade
de ATP.
Na realidade não são transportados átomos de
hidrogênio, mas sim seus elétrons, obtidos da
quebra do hidrogênio em elétron e H+.
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As moléculas transportadoras de elétrons estão
arrumadas na membrana interna da
mitocôndria de acordo com o trajeto que os
elétrons percorrem. Há um conjunto de
proteínas (que recebem os elétrons do
NAD.H2), um composto orgânico chamado
ubiquinona e várias proteínas chamadas
citocromos.
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Nesse processo, o oxigênio é a molécula que se
reduz definitivamente, recebendo elétrons e
íons H+ da solução, formando água.
A célula necessita sempre receber oxigênio,
senão a cadeia respiratória pára.
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A cadeia respiratória é também chamada
fosforilação oxidativa porque a síntese de ATP
depende da entrada de um fosfato no ADP
(fosforilação) e a fosforilação é realizada com
energia proveniente de oxidações.
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No caminho até a água, cada par de hidrogênio
recolhido pelo NAD produz três moléculas de
ATP; se recolhido pelo FAD, produz duas
moléculas.
Dessa cadeia participam, então:
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

2NAD.2H provenientes da glicólise
2FAD.2H vindos da etapa preparatória do ciclo de
Krebs
8NAD.2H vindos do Ciclo de Krebs (quatro em cada
ciclo).
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Há portanto, 10 moléculas de NAD.2H gerando
30ATP.
Além disso, duas moléculas de FAD.2H,
provenientes do Ciclo de Krebs, formando
4ATP.
Se somarmos 2ATP formados na glicólise, mais
2ATP do Ciclo de Krebs, mais 34 da cadeia
respiratória, temos 38ATP!!
Este balanço é válido nos procariontes. Nos
eucariontes, o hidrogênio perde energia e são
produzidos 2ATPs a menos, portanto, 36ATP.
Onde a glicose é quebrada sem consumo de oxigênio...
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Feita por organismos anaeróbios (o O2 é tóxico
e mortal para eles).
Os anaeróbios não possuem as enzimas
responsáveis pelas reações químicas do ciclo de
Krebs e da cadeia respiratória.
Outros organismos, como o levedo da cerveja
ou a célula muscular possuem esse aparato
enzimático, mas na falta de O2 podem realizar
a fermentação. São os anaeróbios facultativos.
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Aqui, a quebra da glicose termina na glicólise.
Não havendo O2 ou não sendo possível utilizálo, outra molécula terá de receber os átomos de
hidrogênio.
Esta molécula pode ser o ácido pirúvico ou
outro fragmento da glicose que, recebendo os
átomos de hidrogênio, forma um produto final,
terminando o processo.
O produto final depende do aparato
enzimático da célula e pode ser: álcool etílico,
ácido acético, ácido láctico.
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Aqui, a glicose não é totalmente oxidada a gás
carbônico e água e a fermentação só libera 5%
da molécula de glicose, produzindo apenas
2ATPs.
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Os lactobacilos fermentam a glicose a ácido
láctico, que coagula o leite, formando uma
coalhada ou iogurte.
Esse ácido é formado quando os hidrogênios
retirados da glicose são recebidos pelo ácido
pirúvico.
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Se a célula muscular estiver em exercício
rigoroso, mais fermentação láctica será
realizada.
O produto final é o ácido láctico, que causa dor
e fadiga muscular.
Este ácido láctico é depois conduzido pela
corrente sanguínea até o fígado, onde será
transformada em ácido pirúvico e este é
transformado em glicose (gliconeogênese)
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Aqui, o ácido pirúvico é descarboxilado (perde
carbonos) antes de receber os hidrogênios do
NAD.2H.
Assim, são produzidos gás carbônico e álcool
etílico.