Introdução ao Metabolismo Celular

Introdução ao Metabolismo
Celular
Nutrição
Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto
MAR/2011
Energética básica
Energia é a capacidade de realizar
trabalho, que ocorre quando uma força
age sobre um objeto pela distância.
Energética básica
• Mudanças de energia estão relacionadas
a mudanças na matéria.
►Energia cinética:
tica é a energia de movimento.
Esse tipo de energia realiza trabalho.
►Energia potencial:
potencial é a energia de estado ou
posição, isto é, energia armazenada.
Energética básica
Energética básica
Energética básica
• Em todas as células de todos os organismos
ocorrem dois tipos de reações metabólicas:
►Reações anabólica:
lica ligam moléculas
simples, formando moléculas mais
complexas.
►Reações catabólicas (catabolismo):
decompõem moléculas complexas em
moléculas mais simples.
Energética básica
Energética básica
• Metabolismo de um organismo transforma a matéria
e a energia, sujeita às leis da termodinâmica.
► A totalidade das reações químicas do organismo é chamado de
metabolismo;
metabolismo
► Metabolismo é uma propriedade emergente da vida que surge a
partir das interações entre as moléculas no ambiente ordeiro da
célula.
Energética básica
• A química da vida é organizada em vias metabólicas.
► Uma via metabólica começa com uma molécula específica, que é
modificada por uma série de passos definidos para formar um produto
específico.
► Uma enzima específica catalisa cada passo do caminho.
► Vias catabólicas liberam energia através da quebra de moléculas
complexas em compostos mais simples.
ª A principal via de catabolismo é a respiração celular, na qual a glicose do
açúcar é decomposto em presença de oxigênio para dióxido de carbono e
água.
ª A energia liberada por vias catabólicas torna-se disponível para fazer o
trabalho da célula, como o batimento ciliar ou transporte da membrana.
Energética básica
Energética básica
Energética básica
•
Vias anabolizantes, também chamadas de vias biossintéticas,
consomem energia para construir moléculas complexas a
partir de compostos mais simples.
ª A síntese de proteínas a partir de aminoácidos é um exemplo de
anabolismo.
► A energia liberada a partir de reações declive de vias catabólicas pode
ser armazenada e então usada para acionar as reações subida de vias
anabólicas;
► A energia é fundamental para todos os processos metabólicos, e,
portanto, uma compreensão da energia é a chave para entender como
funciona célula viva;
► A bioenergética é o estudo de como a energia flui através de
organismos vivos.
Bioenergética
• Organismos transformam energia.
►Energia é a capacidade de causar mudanças.
ªNa vida cotidiana, algumas formas de energia pode ser
usada para fazer o trabalho, ou seja, a mover a matéria
contra as forças opostas, como a gravidade e a fricção.
Bioenergética
Bioenergética
•
A energia existe sob diversas formas, e as células transformam a
energia de um tipo para outro.
► A energia cinética é a energia associada ao movimento relativo dos
objetos.
ª Objetos em movimento podem executar o trabalho de transmissão de
movimento para outro;
ª O calor ou energia térmica é a energia cinética associada ao movimento
aleatório dos átomos ou moléculas;
ª Fótons de luz pode ser capturada e sua energia aproveitada para a
fotossíntese nas plantas de energia verde.
► Energia potencial é a energia que a matéria possui devido à sua
localização ou estrutura.
ª Água atrás de uma represa possui energia por causa de sua altitude acima do
nível do mar;
ª As moléculas possuem energia por causa do arranjo de seus átomos;
ª A energia química é uma forma de energia potencial armazenada nas
moléculas por causa do arranjo de seus átomos.
Bioenergética
• A energia pode ser convertida de uma forma para
outra.
► Por exemplo, como um garoto sobe as escadas para uma plataforma
de mergulho, ele está liberando a energia química armazenada em
suas células a partir dos alimentos que comeu no almoço;
ª A energia cinética do seu movimento muscular é convertida em energia
potencial que ele sobe;
ª Como o menino mergulha, a energia potencial é convertida novamente em
energia cinética;
ª A energia cinética é transferida para a água como o menino entra nela;
ª Parte da energia é convertida em calor devido ao atrito.
Bioenergética
• As transformações de energia de vida estão
sujeitas a duas leis da termodinâmica.
►Termodinâmica é o estudo das transformações de
energia que ocorrem em uma coleção da matéria;
►Um sistema isolado fechado, por exemplo: o líquido
em uma garrafa térmica, não é capaz de trocar
energia ou matéria com o ambiente;
►Em um sistema aberto, energia e matéria podem ser
transferidos entre o sistema e seus arredores.
Bioenergética
Bioenergética
• Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem
energia de luz ou energia química na forma de
moléculas orgânicas e libertação de calor e produtos
metabólicos, como a uréia ou CO2, para o seu entorno.
► A primeira lei da termodinâmica declara que a energia do
universo é constante:
ª A primeira lei também é conhecida como o princípio da
conservação da energia;
ª A energia pode ser transferido e transformado, mas não pode ser
criada ou destruída.
ª Plantas não produzem energia, elas transformam a energia luminosa
em energia química;
ª Durante a qualquer cessão ou transformação de energia, alguma
energia é convertida em calor, que é a energia associada ao
movimento aleatório de átomos e moléculas.
Bioenergética
• A segunda lei da termodinâmica:
► Todos os aumentos de transferência de energia ou a transformação da
entropia do universo.
ª Embora a ordem pode aumentar localmente, há uma tendência inevitável para
a aleatorização do universo.
ª Grande parte do aumento da entropia do universo tem a forma de calor
aumentando a energia do movimento molecular ao acaso.
Automóveis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o
movimento, o resto é perdido como calor.
Bioenergética
• Reações químicas liberam e absorvem
energia
A quantidade de energia liberada ou captada
está diretamente relacionada à tendência que
uma reação tem em se completar.
Bioenergética
►Reação espontânea:
espontânea Quando uma reação
passa da metade de sua trajetória para se
completar sem entrada de energia.
►Reação não-espontânea:
espontânea Necessita de
energia para iniciar.
Bioenergética
►Reação exergônica:
exergônica reação que desprende
energia livre.
►Reação endergônica:
endergônica exigem energia livre
do ambiente.
Bioenergética
Bioenergética
• ATP: Transferindo Energia nas Células
►Todas as células vivas precisam de ATP;
►Responsável pela capitação, transferência, e
armazenamento da energia livre;
►Pode ser hidrolisado e pode doar um grupo
fosfato a muitas moléculas diferentes.
Bioenergética
Bioenergética
• Uma molécula de ATP consiste de uma
base nitrogenada adenina ligada à ribose
(açúcar), que é unida a uma seqüência de
três grupos fosfato.
• A hidrólise do ATP forma ADP e íons
fosfato inorgânico além de energia livre.
Bioenergética
Bioenergética
ATP + H2O
ADP + Pi + energia livre
Bioenergética
• Esta reação é exergônica, desprendendo
energia livre;
• O equilíbrio para essa reação tende para
a direita, para produção de ADP.
Bioenergética
Bioenergética
• Enzimas
►São Catalisadores biológicos
►Um catalisador é toda a substancia que
acelere uma reação química sem ser utilizada
nela.
Bioenergética
ESTUDEM!!!