Prof. Waldemar Ernani Martins 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 final de hidrogênios é o produto final.

Tipos de fermentação e a respiração Glicose  ácido lático + 2 ATP Fermentação Lática Glicose  álcool etílico + CO2 + 2 ATP Fermentação Alcoólica Glicose  ácido acético + CO2 + 2 ATP Fermentação Acética Glicose + O2  CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP Respiração

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 Glicólise ATP CO2 Álcool etílico 3 C NAD NADH Piruvato (3 C) Glicose (6 C) C6H12O6

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 Ácido lático 3 C Glicólise NADH NAD ATP Piruvato (3 C) Glicose (6 C) C6H12O6

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 CO2 Ácido acético 3 C Glicólise H2O NADH2 NAD NADH ATP NADH Piruvato (3 C) Glicose (6C) C6H12O6

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: Anaeróbia (glicólise): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Respiração Aeróbica C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP 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 6 O2 1 NADH Piruvato (3 C) 1 ATP 32 ou 34 ATP 6 NADH 2 FADH 2 ATP 4 CO2 6 H2O 2 CO2 2 NADH 2 acetil-CoA (2 C) Crista mitocondrial Mitocôndria Total: 10 NADH 2 FADH2 Ciclo de Krebs

Saldo energético Etapa Saldo em ATP Glicólise 2 Ciclo de Krebs Cadeia respiratória 34 Total 38