Metabolismo energético

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Metabolismo energético

  1. 1. BIOENERGÉTICAA energia e os seres vivosFERMENTAÇÃORESPIRAÇÃOProf Marcia M Pedrosowww.biologiaprofma.blogspot.com
  2. 2. Energia• É a capacidade de produzir um trabalho ourealizar uma ação.
  3. 3. ATP – Trifosfato de Adenosina• Este composto armazena, em suas ligaçõesfosfato, parte da energia desprendida pelasreações exotérmicas e tem a capacidade deliberar, por hidrólise, essa energia armazenadapara promover reações endotérmicas.
  4. 4. NUCLEOSÍDEONUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP)Adenosina difosfato (ADP)Adenosina trifosfato (ATP)AdeninaFosfatoRiboseMolécula de ATP
  5. 5. AB ADP + PiATPReaçãoendotérmicaReaçãoexotérmicaCDeCaloreCalorREAÇÕES ACOPLADASReaçãoexotérmicaReaçãoendotérmicaATP em ação
  6. 6. FERMENTAÇÃO• 1861: o francês Pasteur demonstrou a existência demicroorganismos (FUNGOS E BACTÉRIAS) quepodem viver em ausência absoluta de oxigênio livre.• Mas como esses organismos obtém energia?R: Degradando/desdobrando parcialmentesubstâncias orgânicas do alimento, originandoassim moléculas menores.OBS. 1: energia é armazenada na forma de ATP;OBS. 2: nossas próprias células também fazemfermentação, na ausência do gás oxigênio.
  7. 7. ÚNICA ETAPA: GLICÓLISE(Ocorre no hialoplasma/Citoplasma)A PARTIR DE 1 GLICOSE:Produz 4 ATP e consome 2 ATP(RENDIMENTO ENERGÉTICO: 2 ATP)
  8. 8. P ~ 6 C ~ P3 C Piruvato 3 C PiruvatoGlicóliseGlicose (6C)C6H12O6ADPATPADPATP1. Duas moléculas de ATP sãoutilizadas para ativar umamolécula de glicose e iniciar areação.3 C ~ P 3 C ~ P2. A molécula de glicose ativadapelo ATP divide-se em duasmoléculas de três carbonos.PiPi NADP ~ 3 C ~ PNADHNADP ~ 3 C ~ PNADH3. Incorporação de fosfatoinorgânico e formação de NADH.P ~ 3 CADPATPP ~ 3 CADPATP4. Duas moléculas de ATP sãoliberadas recuperando asduas utilizadas no início.ADPATPADPATP5. Liberação de duas moléculas deATP e formação de piruvato.
  9. 9. • Realizada por bactérias do gêneroLactobacillus que fermentam o leite,produzindo laticínios (queijo, coalhada,iogurte).1 glicose  2 ÁCIDO LÁTICO + 2 ATP2 ATP = ENERGIAFERMENTAÇÃO LÁCTICA
  10. 10. Aplicações: fabricação de derivados do leite e cãibranas células musculares.FERMENTAÇÃO LÁCTICA
  11. 11. GlicóliseFermentação LáticaGlicose (6 C)C6H12O6ATPATPPiruvato (3 C)Piruvato (3 C)NADHNADHÁcidolático 3 CNADÁcidolático 3 CNAD
  12. 12. • Realizado industrialmente pelo fungo(levedura) Saccharomyces cerevisiae nafabricação de bebidas alcoólicas e pão (CO2).1 glicose  2 ETANOL (álcool etílico) + 2 CO2 + 2 ATP2 ATP= ENERGIAFERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
  13. 13. FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
  14. 14. Aplicações: fabricação de pães, bolos e bebidasalcoólicas (cerveja, vinho e champagne).FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
  15. 15. GlicóliseFermentação AlcoólicaGlicose (6 C)C6H12O6ATPATPPiruvato (3 C)Piruvato (3 C)NADHNADHCO2CO2Álcooletílico 3 CÁlcooletílico 3 CNADNAD
  16. 16. FERMENTAÇÃO ACÉTICAA fermentação acética corresponde à transformaçãodo álcool em ácido acético por determinadasbactérias, conferindo o gosto característico devinagre = ácido acético.
  17. 17. Fermentação AcéticaGlicóliseGlicose (6C)C6H12O6ATPATPNADHNADHÁcidoacético3 CCO2NAD NADH2H2OÁcidoacético3 CCO2NAD NADH2H2OPiruvato (3 C)Piruvato (3 C)
  18. 18. Tipos de fermentação e a respiraçãoGlicose  ácido lático + 2 ATPFermentação LáticaGlicose  álcool etílico + CO2 + 2 ATPFermentação AlcoólicaGlicose  ácido acético + CO2 + 2 ATPFermentação AcéticaGlicose + O2  CO2 + H2O + 36 ou 38 ATPRespiração
  19. 19. RESPIRAÇÃOCELULARMitocôndria e equação geralProf Marcia M Pedrosowww.biologiaprofma.blogspot.com
  20. 20. Locais de oxidaçõesbiológicas:Cadeia respiratória efosforilação oxidativaEstrutura damitocôndria
  21. 21. Mitocôndria ao m.e.
  22. 22. LOCAIS DA RESPIRAÇÃO CELULARCRISTASMATRIZ2a. CICLO DEKREBS3a. CADEIARESPIRATÓRIA1a. GLICÓLISEHIALOPLASMAM I T O C Ô N D R I A SMEMBRANA EXTERNAMEMBRANA INTERNA
  23. 23. EQUAÇÃO DA RESPIRAÇÃO CELULAR
  24. 24. EQUAÇÃO DA RESPIRAÇÃO CELULAR
  25. 25. RESPIRAÇÃOCELULARETAPASProf Marcia M Pedrosowww.biologiaprofma.blogspot.com
  26. 26. I- GLICÓLISE – Quebra da glicose (ANAERÓBICA)II- CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O -NADH - FADH2 (ANAERÓBICA)III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP(AERÓBICA)ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
  27. 27. MITOCÔNDRIACITOPLASMAGlicose(6 C)C6H12O62 CO2CiclodeKrebs4 CO22 ATPH2FASE ANAERÓBIA FASE AERÓBIA6 H2OSaldo de 32 ou 34 ATPs6 O2Piruvato(3 C)Saldo de 2 ATPRespiração em célula eucariótica
  28. 28. Estágio 1Produção deAcetil-CoAEstágio 2Oxidação deAcetil-CoAEstágio 3Transportede elétrons efosforilaçãooxidativaCatabolismodeproteínaslipídeosecarboidratosmitocôndrias
  29. 29. GLICÓLISE – PRIMEIRA ETAPA• Ocorre no citoplasma e consiste na quebraparcial da glicose em duas moléculas de ácidopirúvico (C3H4O3 ).• Durante esta quebra, uma parte da energia daglicose é liberada em quatro parcelas,permitindo a produção de quatro moléculas deATP.• Como duas moléculas foram gastas para ativara glicose, o saldo é de 2ATP nesta etapa.Ocorre também desidrogenação, comformação de NADH + H+
  30. 30. GLICOSE AC.PIRUVICOPRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISEQuebra da molécula glicoseC 6H12O6(2) C3H4O34H+– NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+- Cada molécula carrega 2 átomos de H+ÁCIDO PIRÚVICO- 2NAD + 2H2= 2NADH- FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOSMITOCÔNDRIASCICLO KREBS – CADEIARESPIRATÓRIAHIALOPLASMAGLICÓLISEIMPORTANTE- SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃOPRODUTOS DA GLICÓLISE
  31. 31. CICLO DE KREBS – segunda etapa• Esta fase ocorre na matriz das mitocôndrias.• Antes de o ciclo se iniciar, há uma etapapreparatória, no qual o ácido pirúvico édesidrogenado e descarboxilado, resultandoem uma molécula de NADH + H+ e uma deCO2. Assim, forma-se a acetila.• A acetila liga-se à coenzima A e passa a serchamada de Acetil-Coenzima-A, ou Acetil-CoA.
  32. 32. CICLO DE KREBSContinuação da quebra da molécula glicose comdescarboxilações /desidrogenaçõesÁCIDO PIRÚVICO + ACETI-CoAÁCIDO CÍTRICOÁCIDO CETOGLUTÁRICOÁCIDO SUCCÍNICOÁCIDO MÁLICOÁCIDO OXALACÉTICONADHFADH2NADHNADCO2CO2CO2CO21-ATPPRODUTOS FORMADOS NOCICLO DE KREBS PORCADA ÁCIDO PIRÚVICO- 3 NADH- 1 FADH2- 1 ATPCOMO SÃO 2 MOLÉCULASDE ÁCIDO PIRÚVICO, ORESULTADO FINAL É:- 6 NADH- 2 FADH2- 2 ATPMITOÔNDRIASMATRIZNADHNADNADNADHCo - ANADFAD(2) C3H4O3
  33. 33. • A cadeia respiratória é também chamadafosforilação oxidativa porque a síntese deATP depende da entrada de um fosfato noADP (fosforilação) e a fosforilação érealizada com energia proveniente deoxidações.CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃOOXIDATIVA/ CADEIA TRANSPORTADORADE ELÉTRON- terceira etapa
  34. 34. CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃOOXIDATIVA• Ocorre na membrana interna damitocôndria.• Aqui, os átomos de hidrogênio retiradospelo NAD das cadeias de carbono durante aglicólise e o Ciclo de Krebs sãotransportados por várias moléculasintermediárias até o oxigênio, formandoágua e grande quantidade de ATP.• Na realidade não são transportados átomosde hidrogênio, mas sim seus elétrons,obtidos da quebra do hidrogênio em elétrone H+.
  35. 35. • As moléculas transportadoras de elétronsestão arrumadas na membrana internada mitocôndria de acordo com o trajetoque os elétrons percorrem. Há umconjunto de proteínas (que recebem oselétrons do NADH), um compostoorgânico chamado ubiquinona e váriasproteínas chamadas citocromos.CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃOOXIDATIVA
  36. 36. CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃOOXIDATIVA• Durante o trajeto, os elétrons formam, comos transportadores (citocromos), compostoscuja quantidade de energia é menor que ado transportador anterior. Dessa forma, aenergia é liberada e usada na síntese deATP.• Os transportadores não são gastos noprocesso.• Nesse processo, o oxigênio é a moléculaque se reduz definitivamente, recebendoelétrons e íons H+ da solução, formandoágua.• A célula necessita sempre receber oxigênio,caso contrário a cadeia respiratória para.
  37. 37. BALANÇO GERAL DA CADEIA RESPIRATÓRIA• No caminho até a água, cada par de hidrogêniorecolhido pelo NAD produz três moléculas de ATP;se recolhido pelo FAD, produz duas moléculas.• Dessa cadeia participam, então:– 2NADH provenientes da glicólise– 2FADH2 vindos da etapa preparatória do ciclo de Krebs– 8NADH vindos do Ciclo de Krebs (quatro em cada ciclo).
  38. 38. CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONSNADHFADH2MEMBRANA DAS CRISTASMITOCONDRIAISPROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DEELÉTRONSResultado final darespiração celulara partir de umaglicose- GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2 (2 + 2X3) = 8 ATP- CICLO KREBS – 2 ATP+ 3 NADH(2X3X3+2) = 20 ATP2 FADH2 (2X2) = 4 ATP- CoA – 1 NADH (2X3) = 6 ATP- AO FINAL DA CADEIA 8 + 6 + 20 + 4 = 38 ATPOBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOSORIGINA 3ATPORIGINA 2ATP
  39. 39. RELAÇÃO FOTOSSÍNTESE X RESP CEL.
  40. 40. CitosolCrista mitocondrialMitocôndriaGlicose (6 C)C6H12O6Total:10 NADH2 FADH21 ATP1 ATP1 NADH 1 NADHPiruvato (3 C)Piruvato (3 C)6 O26 H2O32 ou 34ATP6 NADH2 FADH22 ATP4 CO22 CO22 NADH2 acetil-CoA(2 C)CiclodeKrebsVisão geral do processo respiratórioem célula eucariótica
  41. 41. POR HOJE É SÓ PESSOAL!!!Bom EstudoProfa. Marcia M Pedroso

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