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Respiração celular
1) O documento descreve os processos metabólicos de obtenção de energia nas células, especialmente a glicólise, respiração celular e fosforilação oxidativa. 2) A glicólise quebra a glicose em piruvato com produção inicial de ATP. O piruvato entra na mitocôndria e gera acetil-CoA para o ciclo de Krebs. 3) O ciclo de Krebs e a cadeia transportadora de elétrons na membrana mitocondrial produzem NADH, FAD
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- 1. METABOLISMO OXIDATIVO CELULAR SÍNTESEDO ATP Cristina Brandão
- 2. BIOLOGIA ENERGÉTICA Estuda os processosde obtenção de energia a partir de moléculas combustíveis. ENERGIA= ATP Energia prontamente utilizável
- 3. ATP ( adenosinatrifosfato) P~P~P= Energia nas ligações de P NUCLEOSÍDEO
- 4. ~P~P~P= ATP ~P~P=ADP ~P= AMP
- 5. TRANSPORTADORES DE HIDROGÊNIO a)NAD - Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo NAD + 2H+ NADH2 b) FAD - Flavina Adenina Dinucleotídeo FAD + 2H+ FADH2 NAD e FAD são transportadores intermediários de elétrons e hidrogênios. Quando ocorre a quebra, oxidação de moléculas orgânicas (GLICOSE),hidrogênios e elétrons são liberandos no meio podendo acidificá-lo. Para que o meio não fique ácido, NAD e FAD recebem os elétrons e hidrogênios levando-os para um aceptor final. Na respiração o aceptor final é o oxigênio encontrado nas cristas mitocondriais.
- 6. Reações metabólicas paraformação do ATP a) CATABOLISMO • Reações de degradação • Reações exotérmicas ou exergônicas • Ex. Respiração e Fermentação b) ANABOLISMO • Reações de síntese • Reações endotérmicas ou endergônicas • Ex. Fotossíntese e quimiossíntese
- 7. Fotossíntese, fermentação e respiração Glicose Glicólise 36ou 38 ATP 2 ATP Fotossíntese FermentaçãoRespiração Aeróbica ou anaeróbica
- 8. Respiração aeróbia Equação geral C6H12O6+ 6O2 6CO2 + 6H2O e ADP + Pi ATP
- 9. O termo “Respiração” Trocasgasosas e ventilação Superfície respiratória Sistema respiratório Respiração celular Processo de obtenção de energia Produção de ATP
- 10. Local da respiraçãocelular: Ocorre no citosol e mitocôndrias das células eucarióticas Ocorre também no citosol e membrana plasmática de células procarióticas
- 11. Mitocôndrias Membrana externa Membrana interna Matrizmitocondrial Cristas mitocondriais DNA RNA Ribossomos Síntese protéica a auto-duplicação CITOSOL
- 12. Teoria da Endossimbiosesequencial (SET) (Margulis) Bactéria anaeróbica Célula eucariótica animal Bactéria aeróbicas Cianobactérias Célula eucariótica vegetal Fagocitose
- 13. Etapas da respiração CITOSOL 3 Glicólise Descarboxilação dopiruvato ( acetilação) Ciclo de Krebs Fosforilação oxidativa 1 3 4 2 4 1 2 Segundo A SET as mitocôndrias foram originadas de bactérias aeróbicas.
- 14. Glicose = Moléculapreferencial nos processos de obtenção de energia. A quebra da glicose promove acidez ao citosol. A participação do NAD e FAD é importante para evitar que isso aconteça.
- 15. Glicólise: fase anaeróbica (3C) Piruvato ADP ADP 3 C ~ P 3 C ~ P PiPi NAD P ~ 3 C ~ P NADH2 NAD P ~ 3 C ~ P P ~ 3 C ADP ATP ADP ATP P ~ 6 C ~ P Glicose (6C) (3 C) Piruvato ATPATP NADH2 CITOSOL P ~ 3 C ADP ATP ADP ATP
- 16. C6H12O6 C3H4O3 C3H4O3 - 2 ATP +4 ATP 2 ATP 2 NAD (Oxidado) 2 NADH2 Ac. Pirúvico ou piruvato Glicólise é a quebra anaeróbica da glicose(6C) até a formação de duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato (3C). Não depende de organelas membranosas para acontecer (Reduzido) Glicólise ( RESUMIDA)
- 17. Em resumo Glicose (6C) 2 NADH2 2ATP (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato CITOSOL
- 18. Descarboxilação do Piruvato NAD NADH2 (3C) Piruvato (2 C) Acetil CoA CO2 CoA CITOSOL MATRIZ MITOCONDRIAL (3 C) Piruvato
- 19. Para que ocorraCiclo de Krebs o piruvato deve passar para o interior da mitocôndria HIALOPLASMA MATRIZ MITOCONDRIAL 2 Piruvato (3C) 2 ACETILCoA (2C) 2 NAD 2 NADH2 2 CoA 2 CO2 Ao passar pelo complexo enzimático Piruvato desidrogenase o Ac. Pirúvico sofre desidrogenação, descarboxilação e reage com a CoA originando a AcetilCoA, CO2 e NADH2
- 20. Ciclo de Krebs (2c)CoA NAD NADH2 CO2 CO2 NAD NAD ADP + PiATP FAD 4c 4c 4c 5c 6c MATRIZ MITOCONDRIAL 3 NADH2 1 FADH2 1 ATP NADH2 FADH2
- 21. Ciclo de Krebsou ciclo do ácido cítrico AcetilcoA (2C) + Ac. Oxalacético (4C) Ácido cítrico (6C) • Ocorre na matriz mitocondrial • Subtratos: AcetilcoA(2C), água, NAD, FAD, ácido oxaloacético(4C) O ácido cítrico sofre uma série de reações cíclicas de descarboxilações e desidrogenações originando novamente o oxaloacetato
- 22. Formação do ATP( Fosforilação Oxidativa) ADP+Pi ATP H+ H+ H+ H+ H+ 4H+ H+ NAD NAD+ H+ H+ 2H+ H+ H+ H+ 1/2O2 H+ 2e- 2e- H2O ATP-sintetase NAD desidrogenase Complexo citocromo redutase BC1 Citocromo C Oxidase Ubiquinona Citocromo C FAD FAD+ H+ H+
- 23. Rendimento energético Glicólise 2 ATP 2NADH2 2 ATP 6 ATP Descarboxilação do piruvato 1 NADH2 X2 2 NADH2 6 ATP Ciclo De Krebs 3 NADH2 1 FADH2 1 ATP 6 NADH2 2 FADH2 2 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP Total - 38 ATP
- 24. 2) A cadeiatransportadora de elétrons consiste num conjunto de ligações, a maioria através de proteínas integradas na membrana interna das mitocôndrias (cristas). Estas proteínas são alternamente reduzidas e oxidadas, dado que justifica o nome fosforilação oxidativa. 3) NAD desidrogenase (complexo I), Complexo citocromo redutase ( complexo III), e citocromo oxidase( complexo IV) além de transportar elétrons, bobeiam hidrogênios para o espaço intermembranas contra o gradiente de concentração com energia liberada do transporte de elétrons. 4) O oxigênio é o aceptor final da CR, ficando reduzido na forma de água. DICAS: 1)Os elétrons e hidrogênios provenientes da glicólise e do ciclo de Krebs são transportados na cadeia respiratória ( CR) sob a forma de NADH2 e FADH2. 5) Deste transporte ativo iônico resulta o estabelecimento de um gradiente de prótons (H+). O conjunto de processos que envolve o gradiente de prótons e o transporte de elétrons envolvidos na síntese de ATP é designado por quimioosmose. 6) A quimioosmose ocorre no espaço intermembranar da mitocôndria sendo o processo através do qual o transporte de elétrons gera a síntese de ATP.
- 25. 7) O fluxode prótons do espaço intermembranas para a matriz, a favor do gradiente de concentração é mediado por uma enzima chamada ATP sintetase. Esta molécula utiliza a energia originada pelo fluxo de H+ para produzir ATP a partir de ADP.
- 26. Em relação aometabolismo energético durante atividade física, é correto afirmar: 1) A energia exigida para o exercício físico provém da combustão completa e imediata de carboidratos, como a glicose. 2) A fosforilação oxidativa no interior da mitocôndria é o processo que gera a maior quantidade de moléculas para suportar a contração muscular. 3) O glicogênio hepático constitui reserva energética suficiente para produzir intenso trabalho no grande período de jejum exigido antes e durante uma corrida de longa duração. 4) As reações da glicólise constituem o recurso bioquímico mais rentável para regenerar ATP a partir de ADP e Pi. 5) A glicólise anaeróbica é uma estratégia das células musculares que disponibiliza a maior quantidade de energia para corridas de longa duração. BAHIANA 2014