Semana 12 - Respiração

Semana 12
Respiração Celular
Prof. Saul Carvalho
• Respiração Celular
– Extração de energia química de substâncias
orgânicas (carboidratos e lipídios)
– Principalmente quebra da Glicose
– Gera energia celular – ATP
• Equação Geral
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + 38 ATP
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• Onde ocorre?
Cadeia
Respiratória
Glicólise
Ciclo de
Krebs
• As mitocôndrias
• Teoria endossimbiótica das
mitocôndrias: surgiram de
bactérias que, há cerca de 2,5
bilhões de anos, foram
fagocitadas por células
procarióticas maiores e
passaram a viver dentro delas
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• As mitocôndrias
– Formada por 2 membranas.
– Membrana externa é lisa e
controla a entrada/saída de
substâncias 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.
• Fases:
1. Anaeróbica (glicólise): não necessita de oxigênio e é
realizada no citoplasma
2. Aeróbica
2.1 Ciclo de Krebs (Matriz Mitocondrial)
2.2 Cadeia transportadora de elétrons (Cristas Mitocondriais)
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• A Glicólise
Gera ATP e
“Poder Redutor”
– Ocorre no citoplasma
– Parte da energia da glicose é
liberada em quatro parcelas,
produzindo quatro ATPs
– Com o consumo de dois ATPs,
o saldo é de 2 ATPs
2 NAD
2 NADH + H+
– Desidrogenação
Forma 2 NADH + H+
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• A Glicólise
Gera ATP e
“Poder Redutor”
– Degradação anaeróbica
dos carboidratos
– Sequência de reações
catalizadas por enzimas
2 NAD
2 NADH + H+
– Rápida produção de ATP
– Forma 2 ácidos pirúvicos
• A Glicólise
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hexoquinase
fosfogliceroquinase
fosfoisomerase
fosfogliceromutase
fosfofrutoquinase
enolase
triose-fosfato
aldolase
aldolase
quinase pirúvica
desidrogenase
Enzimas envolvidas na glicólise
• Fermentação
– Extração de energia de substâncias orgânicas
– Condição de Anaerobiose
– Não há ciclo de Krebs ou Cadeia Respiratória
– Gera energia celular – 2 ATP
• Equação Geral
C6H12O6
CO2 + álcool/ácido + 2 ATP
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• Fermentação Alcoólica
– formação de álcool etílico e CO2
C6H12O6
2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
• Fermentação Láctica
– formação de ácido láctico (estresse muscular)
C6H12O6
2 C3H12O6 + 2 ATP
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• Fermentação Alcoólica
• Fermentação Alcoólica
– Utilização pelo homem
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• Fermentação Láctica
• Fermentação Láctica
– Utilização pelo homem
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• Etapa preparatória ao ciclo de Krebs
– ácido pirúvico é desidrogenado e descarboxilado, resultando em
uma molécula de NADH + H+ e CO2
– forma-se a acetila
– a acetila liga-se à coenzima A e passa a ser chamada de AcetilCoenzima-A ou Acetil-CoA
NADH + H+
ácido
pirúvico
acetila
coenzima A
Acetil
coenzima A
• Coenzima A
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• Ciclo de Krebs
– Completa ‘desmontagem’ da molécula
– Todo carbono é degradado em CO2 e liberado pela
célula
– São liberados vários elétrons, que são capturados
pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH +
H+ e FADH
– Liberação de energia com formação de 1 ATP
• Ciclo de Krebs
– A Acetil-CoA se liga ao
ácido oxalacético
Ácido
oxalacético
– a CoA é retirada do ciclo
– Forma-se o ácido cítrico
– o ácido oxalacético é
regenerado
– São produzidos:
3 NADH + H+
1 FADH 2 CO2
1 ATP (“1 GTP”)
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• Somatório Prévio
– Glicólise: 2 ATPs e 2 NADH + H+
– Etapa preparatória: 1 NADH + H+ e 1 CO2
Sendo 2 ácidos pirúvicos: 2 NADH + H+ e 2 CO2
– Ciclo de Krebs: 3 NADH + H+, 1 FADH, 1 ATP e 2 CO2
Sendo 2 Acetil CoA:
6 NADH + H+, 2 FADH, 2 ATP e 4 CO2
– Portanto:
10 NADH + H+, 2 FADH, 6 CO2 e 4 ATP
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• Cadeia Respiratória
– Cadeia transportadora de elétrons
– Também chamado de Fosforilação Oxidativa
– Ocorre nas cristas mitocondriais
– É um sistema de transferência de elétrons do
NADH + H+ e FADH até a molécula de oxigênio
– O oxigênio é a molécula que se reduz definitivamente,
recebendo elétrons e íons H+ e formando água
César & Sezar
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• Cadeia Respiratória
– As moléculas transportadoras estão na membrana
– Há um conjunto de proteínas
– Durante o trajeto, os elétrons formam, com os transportadores,
compostos cuja quantidade de energia é menor que a do
transportador anterior
– Dessa forma, a energia é liberada e usada na “síntese de ATP”
– Os transportadores não são gastos no processo
– A célula necessita contínuo suprimento de oxigênio ou a cadeia
respiratória pára!
• Cadeia Transportadora
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• Cadeia Transportadora de Elétrons
GLICÓLISE
CICLO DE KREBS
- citoplasma
- matriz mitocondrial
CADEIA RESPIRATÓRIA
- crista mitocondrial
1 ATP Sintase
4 CO2
Glicose
H2O
2H+ + ½O2
H+ H+
e2 ATP
2 NADH2
6C
T
H+
e-
4C
H+
T
2 Ácido
Pirúvico
(3C)
2 Acetil CoA
(2C)
2 CO2
C6H12O6 + 6O2
1 ATP
3 NADH2
H+
H+ H+ H+
H+ H+
H+
e-
eNADH2
H+ H+ H+
H+
H+
T
1
1 FADH
NAD+
FAD+
H+ H+
+
+
H+ H H
H+ H+
ADP + P
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Enzimas
H+ H+ H+
H+ H+
H+
6CO2 + 6H2O + 38 ATP
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• Rendimento Total da Respiração
10 NADH + H+, 2 FADH, 6 CO2 e 4 ATP
‘
10 NADH + H+ x 3 ATP = 30 ATP
2 FADH x 2 ATP =
4 ATP
Glicólise + Ciclo de Krebs =
4 ATP
Total = 38 ATP
Ou aproximadamente 300 kcal
Rendimento
Total
da
Respiração
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FOTOSSÍNTESE
x
RESPIRAÇÃO
Consome H2O e CO2
Consome glicose e oxigênio
Produz glicose e oxigênio
Libera CO2 e H2O
Converte energia luminosa
em química
Libera energia química
armazenada
Constrói matéria-orgânica
(glicose)
Decompõe matéria-orgânica
Ocorre nos cloroplastos
(tecidos verdes)
Ocorre em todas as células
vivas (mitocôndrias)
Produz 38 ATPs
Fotossíntese (cloroplasto)
LUZ
H2O
Energia
FASE
“LÍQUIDA”
FASE
“MEMBRANOSA”
O2
NADPH
[ H+ ]
ATPase
e- transporte
Poder
Redutor
ATP
O2
FIM
FASE
“MEMBRANOSA”
NADH
FADH
Calvin-Benson
Calvin(monta)
CO2
ATP
FIM
Ac. Fosfoglicérico
Ad. Fosfoglicérico
Triose--fosfato
Triose
Ciclo
Krebs
(desmonta)
CO2
ATP
FASE
“LÍQUIDA”
C3
Acetil CoA
INÍCIO
Glicose
Ácido Pirúvico
Piruvato
INÍCIO
Respiração (mitocôndria)
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RESPIRAÇÃO
x
FERMENTAÇÃO
Consome glicose e oxigênio
Consome somente glicose
Libera CO2 e H2O
Produz álcool + CO2 ou ácido
Libera energia química
armazenada
Libera energia química
armazenada
Condição de aerobiose
Condição de anaerobiose
Ocorre no citoplasma e
mitocôndrias
Ocorre somente no
citoplasma (glicólise)
Produz 38 ATPs
Produz 2 ATPs
• Questões para reflexão
– Qual o objetivo da respiração celular?
– Qual a organela celular envolvida na respiração?
– O que é a glicólise e onde se processa?
– Onde ocorre a cadeia respiratória e quem é o asceptor final
de elétrons?
– Comparativamente, qual o rendimento da respiração e da
fermentação?
– Cite alguns alimentos obtidos por meio da fermentação.
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