UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL COLÉGIO DE APLICAÇÃO Departamento de Ciências Exatas e da Natureza Disciplina: Biologia Professora: Lauren Valentim Aluno(a):_______________________ Data: __ /__ /__ Turma: ___ Respiração É o processo utilizado pelas células para libertar a energia contida nos alimentos. Muitas vezes é chamada combustão celular ou oxidação celular. Devemos, no entanto, ressaltar o seguinte fato: durante a simples combustão (queima de carvão, madeira etc.), a matéria orgânica é oxidada, formando dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e liberando, de uma só vez, toda a energia. Na respiração também há produção de CO2 e H2O, mas a energia é liberada lentamente e em grande parte acumulada numa substância chamada adenosina trifosfato (ATP). A energia acumulada no ATP será utilizada nas reações vitais. A energia liberada durante a respiração é indispensável para a manutenção da vida. O processo respiratório ocorre, fundamentalmente, da mesma maneira nos animais, vegetais e microorganismos. É um processo permanente e ocorre dia e noite, sem parar. Os compostos energéticos utilizados pela célula podem ser proteínas, lipídios e carboidratos. De todos os compostos, a substância mais utilizada pela célula é a glicose. Quando existe uma quantidade suficiente de glicose, muito raramente a célula utiliza outra substância para a respiração. Respiração aeróbia (ocorre na presença de oxigênio): É o processo pelo qual a célula “queima” a glicose em presença de oxigênio, liberando água, dióxido de carbono e energia. A energia liberada durante a respiração é parte armazenada sob forma de ATP e parte liberada sob forma de calor. A energia útil é aquela armazenada no ATP. A respiração aeróbia é realizada parte no citoplasma da célula (glicólise) e parte na mitocôndria (reações de oxi-redução). Esta organela é constituída por uma membrana externa e outra interna, ambas de constituição lipoprotéica. A membrana interna cresce para o interior da mitocôndria, formando as cristas mitocondriais. O interior da mitocôndria é ocupado por um colóide chamado matriz (estroma) mitocondrial. A matriz é formada principalmente de proteínas e lipídios, e nela estão os ribossomos. Na matriz encontra-se o DNA mitocondrial. A presença de DNA e ribossomos permite às mitocôndrias a síntese de RNA e de proteínas. As mitocôndrias originam-se por divisão de outras preexistentes. - Fases da respiração Aeróbia A degradação dos compostos orgânicos para a liberação de energia ocorre em três fases: Glicólise: acontece no citoplasma. Ciclo de Krebs: ocorre no estroma da mitocôndria. Cadeia respiratória: realiza-se na crista mitocondrial. - Glicólise ou formação de piruvato: nesta fase cada molécula de glicose é desdobrada em duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico), com liberação de hidrogênio e energia, por meio de várias reações químicas. A glicólise é um fenômeno que ocorre tanto na respiração aeróbia quanto na anaeróbia. O ácido pirúvico formado perde um carbono e transforma-se no ácido acético (H3C – COOH), composto orgânico de dois carbonos. - Ciclo de Krebs O ciclo de Krebs é também chamado de ciclo de ácido cítrico ou cilco do ácido tricarboxílico. Ao penetrar na matriz mitocondrial, o piruvato é transformado em acetil (2C), havendo liberação de CO2 e de H. O acetil combina-se com uma substância denominada coenzima A (CoA), formando a acetilcoenzima A (acetil-CoA), que entra no cilco de Krebs. Todo o gás carbônico liberado na respiração provém da formação de acetil e do ciclo de Krebs. No ciclo de Krebs são liberadas 4 moléculas de CO2, 2 de ATP, NADH + H+ e FADH2 (FAD – flavina-adeninadinucleotídeo, transportador de hidrogênio que participa apenas da respiração, juntamente com o NAD). - Cadeia respiratória Nesta etapa que ocorre nas cristas mitocondriais, há transferência dos hidrogênios transportados pelo NAD e pelo FAD para o oxigênio, formando água. Cada oxigênio recebe dois elétrons e, ao mesmo tempo, os dois prótons do NAD 2H+, formando-se assim uma molécula de água (H2O). O NAD 2H+ volta a ser NAD e novamente se torna capaz de captar novos íons H+. Na transferência de Hidrogênios ao longo da cadeia respiratória, há liberação de elétrons excitados, que vão sendo captados por proteínas transportadortas (os citocromos). Durante essas transferências, os elétrons perdem gradativamente energia, que em parte será utilizada para a formação de ATP (fosforilação oxidativa) e em parte será liberada sob forma de calor. A função mais importante da cadeia respiratória é a formação de ATP. Para cada molécula de glicose formam-se de 32 a 34 moléculas de ATP. Rendimento Energético da Respiração: Equação geral da respiração Aeróbia Esquema geral do processo respiratório em células eucarióticas