Respiração Celular

Respiração
Celular
Prof. Waldemar Ernani Martins
Metabolismo
• Conjunto de reações químicas que
ocorrem no organismo.
• Ex.: biossíntese de nucleotídeos e
aminoácidos, degradação de ácidos
graxos.
Seres Produtores
• Também chamados de
AUTÓTROFOS.
• São capazes de produzir o próprio
“alimento”, através do processo da
FOTOSSÍNTESE
Fotossíntese
6CO2 + 12 H2O
C6H12O6 + 6 H2O + 6O2
Seres Consumidores
• Também chamados
HETERÓTROFOS.
• Não produzem seu próprio alimento e
precisam se alimentar de autótrofos ou
outros heterótrofos para obter energia
necessária à sua sobrevivência.
Como a energia é
armazenada na célula?
Nas ligações fosfato da molécula de ATP.
ATP
• ATP = Adenosina tri-fosfato
• Armazena nas suas ligações fosfatos a
energia liberada na quebra da glicose.
• Quando a célula precisa de energia para
realizar alguma reação química, as
ligações entre os fosfatos são quebradas,
energia é liberada e utilizada no
metabolismo celular.
ATP
• Essa molécula é formada pela
união de uma adenina e uma ribose
aderida a três radicais fosfato
Aceptores intermediários de
H
• NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo ) e
FAD (Flavina Adenina Dinucleotídeo )
• São aceptores intermediários de hidrogênio,
ligando-se a prótons H+ “produzidos”
durante as etapas da respiração e cedendo-os
para o oxigênio, que é p aceptor final de
hidrogênios
NAD (Nicotinamida Adenina
Dinucleotídeo )
FAD (Flavina Adenina
Dinucleotídeo )
Processos de liberação de
energia:
• Aeróbios: ocorre com a participação do
oxigênio. Ele é o aceptor final de
elétrons e hidrogênios.
• Anaeróbios: Também chamado de
FERMENTAÇÃO. Acontece sem a
utilização de oxigênio. Os aceptores
finais dependem do tipo de fermentação.
Fermentação
É o processo de degradação incompleta
de substancias orgânicas com
liberação de energia e realizada
principalmente
por
fungos
e
bactérias.
Existem diversos tipos de fermentação,
que variam quanto ao produto final.
No processo de fermentação o aceptor
Tipos de fermentação e a respiração
Fermentação Lática
Glicose  ácido lático + 2 ATP
Fermentação Alcoólica
Glicose  álcool etílico + CO2 + 2 ATP
Fermentação Acética
Glicose  ácido acético + CO2 + 2 ATP
Respiração
Glicose + O2  CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP
Fermentação Alcóolica
• Produtos Finais: etanol, CO2 e 2
ATPs
• Realizada por leveduras que é
utilizada na produção pouco eficaz
no que diz respeito à liberação de
energia, pois uma molécula de
glicose só rende 2 ATPs
Fermentação Alcóolica
• Utilização pelo homem:
Produção de Bebidas alcóolicas
Fermentação Alcóolica
• Utilização pelo homem:
Produção de pães e bolos - fermento biológico
Fermentação Alcoólica
ATP
NAD
NADH
Álcool
etílico 3 C
Piruvato (3 C)
CO2
Glicose (6 C)
C6H12O6
CO2
Piruvato (3 C)
Álcool
etílico 3 C
NADH
Glicólise
ATP
NAD
Fermentação Láctica
• Realizada por bactérias do leite que é
empregada na preparação de iogurtes e
queijos.
• Também ocorre em nossos músculos
em situações de grande esforço físico.
• Também rende 2 ATPs por molécula de
glicose.
Fermentação Láctica
• Utilização pelo homem:
Produção queijos e iogurtes
Fermentação Lática
ATP
NAD
NADH
Piruvato (3 C)
Ácido
lático 3 C
Glicose (6 C)
C6H12O6
Piruvato (3 C)
Ácido
lático 3 C
NADH
Glicólise
ATP
NAD
Fermentação Acética
•É realizado por bactérias denominadas
acetobactérias
→
produzindo
ácido
acético + CO2.
* Este tipo de fermentação é utilizado para
fabricação de vinagre e provoca o
azedamento de vinhos e sucos de frutas.
Fermentação Acética
H2O
ATP
NADH
NAD
NADH2
Piruvato (3 C)
CO2
Glicose (6C)
C6H12O6
CO2
Piruvato (3 C)
NADH
Glicólise
Ácido
acético
3C
ATP
NAD
NADH2
H2O
Ácido
acético
3C
Respiração Aeróbica
• Processo pelo qual a glicose é
degradada em CO2 e H2O na
presença de oxigênio.
• Rendimento  é maior do que na
fermentação  38 ATPs por
molécula de glicose quebrada.
Respiração Aeróbica
• Fases:
1. Anaeróbia (glicólise): não necessita
de oxigênio para ocorrer e é realizada
no citoplasma.
2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira
transportadora de elétrons): requer
e presença de oxigênio e ocorre
dentro das mitocôndrias
Respiração Aeróbica
• Equação geral:
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Mitocôndria
• Formada por 2 membranas.
• Membrana externa é lisa e controla a
entrada/saída de substancias da organela.
• Membrana interna contém inúmeras pregas
chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a
cadeia transportadora de elétrons.
• Cavidade interna é preenchida por uma matriz
viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas
envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA
e pequenos ribossomos. É nessa matriz
mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs.
Mitocôndria
Glicólise
• Quebra da glicose em duas moléculas de
piruvato + NADH + ATP
• Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na
mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e
descarboxilases.
• Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e
hidrogênios que são capturados pelo NAD.
• O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A)
e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs
Coenzima A
Ciclo de Krebs
• Ocorre na matriz mitocondrial.
• Todo carbono responsável pela
formação do acetil é degradado em
CO2 que é então liberado pela
célula, caindo na corrente
sanguínea.
Ciclo de Krebs
• São liberados vários hidrogênios, que
são então capturados pelos NAD e
FAD, transformando-se em NADH2 e
FADH2.
• Ocorre também liberação de energia
resultando na formação de ATP
Ciclo de Krebs
Cadeia Transportadora de
Elétrons
• Ocorre nas cristas mitocondriais.
• Também chamado de Fosforilação
Oxidativa.
• É um sistema de transferência de
elétrons provenientes do NADH2 e
FADH2 até a molécula de oxigênio.
Cadeia Transportadora de
Elétrons
• Os elétrons são passados de molécula para
molécula presente nas cristas mitocondriais
chamados CITOCROMOS.
• Quando o elétron “pula” de um citocromo
para outro até chegar no aceptor final (o
oxigênio), ocorre liberação de energia que é
convertida em ATP.
Cadeia Transportadora de
Elétrons
Visão geral do processo respiratório
em célula eucariótica
Citosol
Glicose (6 C)
C6H12O6
1 ATP
1 NADH
Piruvato (3 C)
6 O2
1 ATP
32 ou 34
ATP
1 NADH
4 CO2
Piruvato (3 C)
2 CO2
2 ATP
2 NADH
Mitocôndria
6 NADH
2 acetil-CoA
(2 C)
Ciclo
de
Krebs
6 H2O
2 FADH
Total:
10 NADH
2 FADH2
Crista mitocondrial
Saldo energético
Etapa
Glicólise
Saldo em ATP
2
Ciclo de Krebs
2
Cadeia respiratória
34
Total
38