Respiracao

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Respiracao

  1. 1. As Quatro Fases da Respiração: Glicólise, Formação do Acetil CoA, Ciclo de Krebs, Cadeia Transportadora de Electrões e Fosforilação Oxidativa. O Balanço Energético da Respiração Aeróbia e da Fermentação.
  2. 2. A Glicólise
  3. 3. A Fermentação Alcoólica e a Fermentação Láctica
  4. 4. A Respiração Aeróbia A respiração aeróbia ocorre em condições de aerobiose, havendo uma degradação completa dos compostos orgânicos e, consequentemente, um rendimento energético elevado (36 ou 38 ATP). A respiração aeróbia pode dividir-se em quatro fases: Glicólise (comum à fermentação); Formação de Acetil-CoA; Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico; Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa.
  5. 5. A Estrutura da Mitocôndria
  6. 6. A Estrutura da Mitocôndria A mitocôndria é um organelo de estrutura esférica ou em forma de bastonete, apresenta duas membranas: Uma externa, lisa; E outra interna que forma invaginações para o interior, designadas cristas mitocondriais. É na membrana interna das mitocôndrias que se localiza a cadeia respiratória. O interior das mitocôndrias é ocupado pela matriz mitocondrial, onde se encontram enzimas, ribossomas e DNA. É na matriz das mitocôndrias que ocorrem duas etapas da respiração aeróbia, a formação de acetil-coenzima A e o ciclo de Krebs. As mitocôndrias são responsáveis pelo processo de respiração celular e são consideradas as centrais enérgicas da célula, produzindo a energia (ATP) necessária para o metabolismo celular.
  7. 7. A Respiração Aeróbia
  8. 8. A Respiração Aeróbia As mitocôndrias são organelos especializados capazes de realizar a oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise. A respiração aeróbia ocorre na presença de oxigénio e origina compostos muito simples: água e dióxido de carbono. A fermentação só permite obter cerca de 2% da energia que pode ser retirada por oxidação completa, de uma molécula de glicose. Na respiração aeróbia as células consomem oxigénio e libertam dióxido de carbono. A respiração aeróbia pode dividir-se em quatro etapas : 1ª Etapa: Glicólise (comum à fermentação, ocorre no hialoplasma da célula); 2ª Etapa: Formação de Acetil-CoA (ocorre na matriz mitocôndrial); 3ª Etapa: Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico (ocorre na matriz mitocôndrial); 4ª Etapa: Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa (ocorre na membrana interna da mitocôndria).
  9. 9. A Respiração Aeróbia 1ª ETAPA: GLICÓLISE Etapa comum à fermentação e à respiração aeróbia. Ocorre no hialoplasma e conduz à formação de: * 2 moléculas de ATP. * 2 moléculas de NADH + H + * 2 moléculas de ácido pirúvico 2ª ETAPA: FORMAÇÃO DE ACETIL – CoA Na presença de oxigénio, o ácido pirúvico entra na mitocôndria, onde é descarboxilado (perde uma molécula de dióxido de carbono) e oxidado (perde um hidrogénio, que vai reduzir o NAD+ a NADH). O acetil-CoA vai entrar nas reacções do Ciclo de Krebs.
  10. 10. 3ª Etapa: Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico
  11. 11. A Respiração Aeróbia 3ª ETAPA: CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO Conjunto de reacções metabólicas que conduz à oxidação completa da glicose. Ocorre na matriz da mitocôndria e é catalisado por um conjunto de enzimas, destacando-se as descarboxilases e as desidrogenases . Cada molécula de glicose conduz à formação de duas moléculas de ácido pirúvico, as quais originam duas moléculas de Acetil-CoA que iniciam dois ciclos de Krebs. Da combinação do grupo Acetil (2C) da CoA com o ácido oxaloacético (4C) formase ácido cítrico (6C). Por cada molécula de glicose degradada , formam-se nos dois ciclos de Krebs: 6 moléculas de NADH; 2 moléculas de FADH 2 ;
  12. 12. 4ª Etapa: Cadeia Transportadora de Electrões e Fosforilação Oxidativa
  13. 13. A Respiração Aeróbia 4ª ETAPA: CADEIA TRANSPORTADORA DE ELECTRÕES E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA As moléculas de NADH e de FADH 2 transportam electrões que vão percorrer uma série de proteínas até serem captadas por um aceptor final – o oxigénio. As proteínas aceptoras de electrões constituem a cadeia transportadora de electrões ou cadeia respiratória e encontram-se ordenadas na membrana interna das mitocôndrias, de acordo com a sua afinidade para os electrões . Os electrões transportados pelo NADH e pelo FADH 2 são cedidos aos aceptores, iniciando um fluxo unidireccional , ao longo do qual estas moléculas vão sendo sucessivamente reduzidas e oxidadas. O oxigénio, depois de receber os electrões capta os protões (H+), formando água.
  14. 14. A Respiração Aeróbia 4ª ETAPA: CADEIA TRANSPORTADORA DE ELECTRÕES E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA À medida que os electrões passam de transportador em transportador, liberta-se energia. A energia é utilizada para fosforilar o ADP, formando ATP – fosforilação oxidativa. A respiração aeróbia pode ser traduzida numa equação geral: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 0 + 36 ou 38 ATP.
  15. 15. Balanço Energético da Fermentação e da Respiração Partindo da mesma quantidade de glicose , liberta-se mais energia na presença de oxigénio (condições aeróbias) do que na sua ausência (condições anaeróbias). Em condições de anaerobiose , a degradação da glicose é incompleta, formando-se, por exemplo: Álcool Etílico e Dióxido de Carbono – Fermentação Alcoólica. Ácido Láctico – Fermentação Láctica. Em condições de aerobiose , a degradação da glicose é completa, formando-se compostos simples, água e dióxido de carbono. A fermentação e a respiração aeróbia são duas vias possíveis de degradação dos compostos orgânicos – vias catabólicas – que permitem às células retirar diferentes quantidades de energia química desses compostos.
  16. 16. Balanço Energético da Fermentação e da Respiração
  17. 17. Balanço Energético da Fermentação e da Respiração ETAPA ATP NADH FADH 2 ATP PRODUZID O PRODUZID O CONSUMID O Glicólise 4 2 PRODUZID O - Oxidação do Piruvato - 2 - - Ciclo de Krebs 2 6 2 - TOTAL 6 10 2 2 3 ATP por cada NADH 10 X 3 = 30 - - - 2 ATP por cada FADH2 2X2=4 - - - TOTAL 40 2 Cadeia Respiratória: 2
  18. 18. Localização das Diferentes Vias Metabólicas EUCARIONTES PROCARIONTES Citoplasma: Citoplasma: • • Glicólise. • Fermentação. Glicólise. • Fermentação. • Ciclo de Krebs. Mitocôndria: Face Interna da • Membrana Plasmática: Formação do Acetil-CoA (matriz). • • Ciclo de Krebs (matriz). • Cadeia Transportadora de • Cadeia Transportadora de Electrões e Fosforilação Electrões e Fosforilação Oxidativa Oxidativa. (membrana interna). Formação do Acetil-CoA.
  19. 19. O Rendimento Energético das Vias Catabólicas A fermentação e a respiração aeróbia permitem às células retirar diferentes quantidades de energia química da glicose. Na presença de oxigénio , a partir de uma molécula de glicose podem obter-se 38 moléculas de ATP: 40% da energia total contida na molécula de glicose. Na ausência de oxigénio , a partir de uma molécula de glicose podem obter-se 2 moléculas de ATP: 2% da energia total contida na molécula de glicose . Da energia restante: Parte fica retida nos produtos finais; Parte é libertada na forma de calor (manutenção da temperatura corporal). Energia Energia Energia transferida para Percentagem de energia potencial de armazenada moléculas de ATP (kcal) aproveitada uma molécula numa molécula Respiração Fermentaçã Respiração Fermentação de glicose (kcal) de ATP (kcal) (36 ATP) o (2 ATP) 686 7,3 263 14,6 38% 2%

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