Aula explicativa de respiração celular

1. Respiração CelularRespiração Celular
Professora Raquel
Ced 416 – Santa Maria
Maio 2015

2. Respiração Aeróbia
• Processo pelo qual a glicose é degradada
em CO2 e H2O na presença de oxigênio.
• Rendimento: 36 ATPs36 ATPs por molécula de
glicose quebrada.
• Dividida em duas partes:

3. Respiração Aeróbia
 Fase anaeróbiaFase anaeróbia (glicólise):(glicólise): não
necessita de oxigênio e é realizada no
citoplasma.
 Fase aeróbiaFase aeróbia (oxidação do ácido(oxidação do ácido
pirúvico, ciclo de Krebs, fosforilaçãopirúvico, ciclo de Krebs, fosforilação
oxidativa e cadeia transportadora deoxidativa e cadeia transportadora de
elétrons)elétrons): requer a presença de
oxigênio e ocorre dentro das
mitocôndrias
 NÃO ESQUEÇA!NÃO ESQUEÇA! Redução – reação
química que leva ao ganho de energia.
Oxidação – reação química que leva a
perda de energia.

4. Respiração aeróbia
• Glicólise
• Ciclo de Krebs
• Cadeia transportadora de elétrons

5. Equação Geral
C6
H12
O6
+ 6O2
 6CO2
+ 6H2
O + 38 ATP

6. Membrana interna
Membrana
externa
Matriz Mitocondrial
Oxidação do ácido pirúvico
Ciclo de Krebs
Fosforilação oxidativa e
cadeia respiratória
Crista Mitocondrial
Processos mitocondriais

7. Glicólise – no citoplasma (citosol)
NADNAD: substância que atua como coenzima e que recebe elétrons
e hidrogênios sendo reduzida a NADH2.

8. Oxidação do ácido pirúvico - Matriz
Importante!Importante! Duas
moléculas de ácido
pirúvico passam
pelo processo de
oxidação,
produzindo duas
moléculas de acetil -
CoA

9. Importante!Importante! Duas
moléculas de acetil -
CoA passam pelo ciclo
de Krebs. Portanto, os
resultados
apresentados devem
ser considerados
sempre em dobro.
Ciclo de Krebs –
Matriz

10. Fosforilação Oxidativa e Cadeia
transportadora de elétrons - crista
-NADH2 e FADH2 sofrem oxidação (liberam H+
).
-Os citocromos (moléculas transportadoras) transferem elétrons de um
nível de maior energia para outro de menor energia.
- A liberação de energia permite a produção de ATPs (fosforilação =

11. E o gás oxigênio?
• O gás oxigênio (O2) é o aceptor final de
hidrogênios que se soltam das moléculas
de NADH2 e FADH2.
• A formação das moléculas de água (H2O)
se dá porque os hidrogênios liberados são
recebidos pelas moléculas de O2.

12. MitocôndriaMitocôndria
• OrganelaOrganela na qual a respiração celularrespiração celular ocorre.
Membrane
interna
Membrana
externa
Espaço
intermembranar
Matriz
Crista

13. Respiração CelularRespiração Celular
1. Glicólise (quebra do açúcar)1. Glicólise (quebra do açúcar)
a. Citosol.
2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico )2. Ciclo de Krebs (ciclo do Acido Cítrico )
a. Matriz mitocondrial
3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico)3. Cadeia respiratória (Transporte eletrônico)
4. Fosforilação Oxidativa4. Fosforilação Oxidativa
a. Membrana interna mitocondrial.

14. 1. Glicólise1. Glicólise
A. Investimento de energia:A. Investimento de energia:
Glicose (6C)
Gliceraldeido fosfato (2 - 3C)
(G3P or GAP)
2 ATP - usado
0 ATP - produzido
0 NADH - produzido
2ATP
2ADP + P
C-C-C-C-C-C
C-C-C C-C-C

15. 1. Glicólise1. Glicólise
B. Energia construídaB. Energia construída
Gliceraldeido fosfato (2 - 3C)
(G3P or GAP)
Piruvato (2 - 3C)
(PYR)
0 ATP - usado
4 ATP - produzido
2 NADH - produzido
4ATP
4ADP + P
C-C-C C-C-C
C-C-C C-C-C
GAP GAP
(PYR) (PYR)

16. Produção totalProdução total GlicóliseGlicólise
2 - 3C-Piruvato
2 - ATP
2 - NADH

17. Fosforilação
• ATP é formado quando uma enzima transfere o
grupo fosfatogrupo fosfato do substrato para ADP.
Enzima
Substrato
O-
C=O
C-O-
CH2
P P P Adenosine
ADP(PEP)
Exemplo:
PEP para PYR
P PP
ATP
O-
C=O
C=O
CH2
Produto
(Pyruvate)
Adenosine

18. 2. Ciclo de Krebs2. Ciclo de Krebs
• Ocorre quando Oxigênio está presente (aeróbico).Oxigênio está presente (aeróbico).
• 2 Piruvato (3C) moléculas são transportados através da
membrane mitocondrial para matriz e é convertido
para 2 Acetil CoA (2C) moléculas.
Citosol
C
C
C
2 Piruvate
2 CO2 CO22
2 Acetil CoA2 Acetil CoA
C-CC-C
2NADH2NADH2 NAD+
Matriz

19. 2. Produtos do ciclo de Krebs2. Produtos do ciclo de Krebs
2 - NADH2 - NADH
2 - CO2 - CO22
2- Acetyl CoA (2C)2- Acetyl CoA (2C)

20. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
• Local:Local: matriz mitocondrial.
• Acetil CoA (2C) se liga ao Oxalacetic acid (4C - OAA)
para fazer Citrate (6C).
• Precisa de 2 voltas do ciclo de Krebs para fazer 1
molecula de glicose
Mitochondrial
Matrix

21. Ciclo de
Krebs
1 Acetil CoA (2C)
3 NAD+
3 NADH3 NADH
FAD
FADHFADH22
ATPATP ADP + P
(uma volta)(uma volta)
OAA (4C) Citrate (6C)
2 CO2
2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)

22. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
Ciclo de
Krebs
2 Acetil CoA (2C)
6 NAD+
6 NADH6 NADH
2 FAD
2 FADH2 FADH22
2 ATP2 ATP 2 ADP + P
(duas voltas)(duas voltas)
OAA (4C)
Citrato (6C)
4 CO2

23. 2. Ciclo de Krebs (2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico)ciclo do ácido cítrico)
• Total produzido (2 voltas2 voltas dede ciclo de krebs )
1. 2 – ATP
2. 6 - NADH
3. 2 - FADH2
4. 4 - CO2

24. 3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e3. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e
FFosforilação oxidativaosforilação oxidativa
• Local:Local: membrana mitocondrial interna.
• Usa (proteína citocromo)(proteína citocromo) e ATP Sintase (enzima) para
fazer ATP.
• CTE despeja H+
(prótons) para o espaço
intermembranar (baixa o pH )
Membrane interna
Mitocondrial

25. 4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de elétron (CTE) e
FFosforilação Oxidativaosforilação Oxidativa
• O H+ sofre difusãodifusão (Força Próton Motora) através
ATP Sintase para fazer ATP.
• Todo NADH e FADH2 é convertido em ATP durante
este estágio da respiração celularrespiração celular.
• Cada NADH é convertido em 3 ATP.
• Cada FADH2 é convertido em 2 ATP (entra na CTE em
menor quantidade que NADH).

26. 4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e4. Cadeia de transporte de Elétron (CTE) e
Fosforilação oxidativaFosforilação oxidativa
Inner
membrane
Outer
membrane
Inner
membrane space
Matrix
Cristae

27. 4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH)4. CTE e Fosforilação Oxidativa (NADH)
NADH
+ H+
ATP
Sintase
1H+
2H+
3H+
alta concentração dealta concentração de
HH++
H+
ADP +
ATP
baixa concentração debaixa concentração de
HH++
H+
(vazamento de Próton
P
C T E
NAD+
2H+
+ 1/2O2 H2O
Espaço IntermembranaEspaço Intermembrana
MatrizMatriz
Membrana
Mitocondrial

28. 4.4. CTECTE and Fand Fosforilação Oxidativa (osforilação Oxidativa (FADH2)
FADH2
+ H+
ATP
Synthase
1H+
2H+
higher Hhigher H++
concentrationconcentration
H+
ADP +
ATP
lower Hlower H++
concentrationconcentration
H+
(descarrego de próton)
P
C T E
FAD+
2H+
+
1/2O2
H2O
Espaço IntermembranarEspaço Intermembranar
MatrizMatriz
Inner
Mitochondrial
Membrane

29. TOTAL de ATP construído emTOTAL de ATP construído em
bactériasbactérias
1. 04 ATP - glicólise
2. 34 ATP – CTE e fosforilação oxidativa
38 ATP – TOTAL
ATPATP

30. Eucariotes
(possuem mitocôndria)
• Total ATP Yield
02 ATP - glycolysis (substrate-level phosphorylation)
04 ATP - converted from 2 NADH - glycolysis
06 ATP - converted from 2 NADH - grooming phase
02 ATP - Krebs cycle (substrate-level phosphorylation)
18 ATP - converted from 6 NADH - Krebs cycle
04 ATP - converted from 2 FADH2 - Krebs cycle
36 ATP - TOTAL

31. Maximo ATP formação da Respiração
Celular (Eucariontes)
36 ATP (maximum per glucose)
Glucose
Glicolisis
2ATP 4ATP 6ATP 18ATP 4ATP 2ATP
2 ATP
(substrate-level
phosphorylation)
2NADH
2NADH
6NADH
Krebs
Cycle
2FADH2
2 ATP
(substrate-level
phosphorylation)
2 Piruvate
2 Acetyl CoA
ETC and Oxidative
Phosphorylation
Citosol
Mitochondria

32. ProcariontesProcariontes
(Sem mitocôndria)(Sem mitocôndria)
• Total ATP Yield
02 ATP - glicólise (substrato-level phosphorylation)
06 ATP - convertido a partir de 2 NADH - glicolise
06 ATP - convertido a partir de 2 NADH - grooming phase
02 ATP - Krebs cycle (substrate-level fosforilação)
18 ATP - converted from 6 NADH –ciclo de Krebs
04 ATP - converted from 2 FADH2 – ciclo de Krebs
38 ATP - TOTAL

33. Question:Question:
• Além da glicose, que outras moléculas de alimentoAlém da glicose, que outras moléculas de alimento
são usadas na respiração Celular?são usadas na respiração Celular?

34. Catabolismo de váriasCatabolismo de várias
Moléculas alimentaresMoléculas alimentares
• Outras moléculas usadas como combustível.
1. Carboidratos: polissacarídeos
2. Gorduras: glicerol e acidos graxos
3. Proteínas: aminoácidos