Disciplina de Biociências I Unidade 3 – Metabolismo Celular BIOENERGÉTICA Profa. Cínthia P. Machado Tabchoury

BIOENERGÉTICA bios: vida en: dentro ergon: trabalho Células extraem energia do meio externo e usam esta energia para construir e manter-se a si mesma.

Energia nos Sistemas Biológicos

Fotossíntese em plantas, algas e bactérias Moléculas-combustível reduzidas e O2 Respiração celular em animais, plantas, algas e bactérias

Animais extraem energia a partir das biomoléculas; Consomem O2 e produzem CO2; A energia em excesso fica estocada como compostos químicos. Pergunta: Que biomoléculas são estas? Nos animais, que compostos químicos armazenam a energia em excesso? Onde eles ficam armazenados? Cite diferenças entres estes compostos químicos (biomoléculas).

A Energia é usada para produzir trabalho CO2+H2O ATP Produção de Energia a partir de Mols. Combustíveis Químico Mecânico de transporte ADP + Pi O2 Pergunta: Dê exemplos de cada um dos tipos de trabalho.

cinética: é a energia do movimento potencial: é a energia estocada cinética potencial

para realizar trabalho ENERGIA potencial: armazenada em gradientes de concentração e ligações químicas potencial cinética para realizar trabalho Através do metabolismo, a célula transfere a E potencial para a E cinética destinada ao crescimento, manutenção, reprodução e movimento.

Em um sistema biológico, as reações químicas são uma forma de transferir energia de uma parte do sistema para outra. A + B C + D reagentes produtos ou substratos A energia potencial armazenada nas ligações químicas de uma molécula é denominada ENERGIA LIVRE da molécula.

Ex: glicogênio > glicose > CO2 e H2O Moléculas mais complexas têm mais ligações químicas e portanto maior quantidade de energia livre. Ex: glicogênio > glicose > CO2 e H2O Pergunta: Compare os ácidos graxos e os triacilgliceróis quanto à quantidade de energia livre. A energia potencial armazenada nas ligações químicas de uma molécula é denominada ENERGIA LIVRE da molécula.

nível inicial de energia livre variação total de energia livre Estado de transição Energia livre, G nível inicial de energia livre variação total de energia livre nível final de energia livre

Reação 1 Energia livre, G Reação endergônica

Exemplo químico Reação 2 Reação 1 Energia livre, G Reação exergônica

Exemplo químico Reação 2 Reação 3 Reação 1 Energia livre, G As duas reações acontecem simultaneamente e no mesmo local, de modo que a energia do ATP pode ser utilizada para promover a reação endergônica Reação acoplada

TRANSFERÊNCIA de ENERGIA – ATP – Trab. Quim PROPRIEDADES da Go A B Go1 B C Go2 C D Go3 A D GoF= Go1+ Go2+Go3 TRANSFERÊNCIA de ENERGIA – ATP – Trab. Quim GLICOSE + Pi GLICOSE-6P + H2O Go1= 3,3 Go2= - 7,3 ADP + Pi ATP + H2O HK GoF= - 4,O GLICOSE-6P + ADP GLICOSE + ATP

REAÇÕES EXERGÔNICAS e ENDERGÔNICAS Tendem a Ocorrer no Sentido Inverso Go POSITIVO Go NEGATIVO NÃO OCORREM ESPONTÂNEAMENTE NO SENTIDO ESCRITO OCORREM COMO ESCRITO TEM CAPACIDADE DE REALIZAR TRABALHO NECESSITAM de ENERGIA EXTERNA PARA SE REALIZAREM COMO ESCRITO Tendem a Ocorrer no Sentido Inverso Go = Zero Reação Total/e Reversível

Exemplo mecânico Endergônico Exergônico

REGENERAÇÃO do ATP C-H2 C-O~P C-H2 ACOPLAMENTO COM COMPOSTOS MAIS RICOS EM ENERGIA O=C-O- C-H2 N-CH3 C=NH HN~P O=C-O~P H-C-OH 2HC-O-P O=C-O- C-O~P C-H2 ácido 3P-glicérico fosfoenolpiruvato fosfocreatina

outro trabalho celular Nutrientes estocados outro trabalho celular Alimentos ingeridos Biomoléculas complexas Fótons solares Trabalho mecânico Trabalho osmótico Vias de reações catabólicas (exergônicas) Vias de reações anabólicas (endergônicas)