Introdução ao Metabolismo Celular Nutrição

Transcrição

1 Introdução ao Metabolismo Celular Nutrição Prof. João Ronaldo Tavares de Vasconcellos Neto MAR/2011

2 Energética básicab Energia é a capacidade de realizar trabalho, que ocorre quando uma força age sobre um objeto pela distância.

3 Energética básicab Mudanças de energia estão relacionadas a mudanças na matéria. Energia cinética tica: é a energia de movimento. Esse tipo de energia realiza trabalho. Energia potencial Energia potencial: é a energia de estado ou posição, isto é, energia armazenada.

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6 Energética básicab Em todas as células de todos os organismos ocorrem dois tipos de reações metabólicas: Reações anabólica lica: ligam moléculas simples, formando moléculas mais complexas. Reações catabólicas (catabolismo): decompõem moléculas complexas em moléculas mais simples.

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8 Energética básicab Metabolismo de um organismo transforma a matéria e a energia, sujeita às s leis da termodinâmica. A totalidade das reações químicas do organismo é chamado de metabolismo; Metabolismo é uma propriedade emergente da vida que surge a partir das interações entre as moléculas no ambiente ordeiro da célula.

9 Energética básicab A química da vida é organizada em vias metabólicas. Uma via metabólica começa com uma molécula específica, que é modificada por uma série de passos definidos para formar um produto específico. Uma enzima específica catalisa cada passo do caminho. Vias catabólicas liberam energia através da quebra de moléculas complexas em compostos mais simples. A principal via de catabolismo é a respiração celular, na qual a glicose do açúcar é decomposto em presença de oxigênio para dióxido de carbono e água. A energia liberada por vias catabólicas torna-se disponível para fazer o trabalho da célula, como o batimento ciliar ou transporte da membrana.

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12 Energética básicab Vias anabolizantes, também chamadas de vias biossintéticas, consomem energia para construir moléculas complexas a partir de compostos mais simples. A síntese de proteínas a partir de aminoácidos é um exemplo de anabolismo. A energia liberada a partir de reações declive de vias catabólicas pode ser armazenada e então usada para acionar as reações subida de vias anabólicas; A energia é fundamental para todos os processos metabólicos, e, portanto, uma compreensão da energia é a chave para entender como funciona célula viva; A bioenergética é o estudo de como a energia flui através de organismos vivos.

13 Organismos transformam energia. Energia é a capacidade de causar mudanças. Na vida cotidiana, algumas formas de energia pode ser usada para fazer o trabalho, ou seja, a mover a matéria contra as forças opostas, como a gravidade e a fricção.

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15 A energia existe sob diversas formas, e as células transformam a energia de um tipo para outro. A energia cinética é a energia associada ao movimento relativo dos objetos. Objetos em movimento podem executar o trabalho de transmissão de movimento para outro; O calor ou energia térmica é a energia cinética associada ao movimento aleatório dos átomos ou moléculas; Fótons de luz pode ser capturada e sua energia aproveitada para a fotossíntese nas plantas de energia verde. Energia potencial é a energia que a matéria possui devido à sua localização ou estrutura. Água atrás de uma represa possui energia por causa de sua altitude acima do nível do mar; As moléculas possuem energia por causa do arranjo de seus átomos; A energia química é uma forma de energia potencial armazenada nas moléculas por causa do arranjo de seus átomos.

16 A energia pode ser convertida de uma forma para outra. Por exemplo, como um garoto sobe as escadas para uma plataforma de mergulho, ele está liberando a energia química armazenada em suas células a partir dos alimentos que comeu no almoço; A energia cinética do seu movimento muscular é convertida em energia potencial que ele sobe; Como o menino mergulha, a energia potencial é convertida novamente em energia cinética; A energia cinética é transferida para a água como o menino entra nela; Parte da energia é convertida em calor devido ao atrito.

17 As transformações de energia de vida estão sujeitas a duas leis da termodinâmica. Termodinâmica é o estudo das transformações de energia que ocorrem em uma coleção da matéria; Um sistema isolado fechado, por exemplo: o líquido em uma garrafa térmica, não é capaz de trocar energia ou matéria com o ambiente; Em um sistema aberto, energia e matéria podem ser transferidos entre o sistema e seus arredores.

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19 Os organismos são sistemas abertos: Eles absorvem energia de luz ou energia química na forma de moléculas orgânicas e libertação de calor e produtos metabólicos, como a uréia ou CO 2, para o seu entorno. A primeira lei da termodinâmica declara que a energia do universo é constante: A primeira lei também é conhecida como o princípio da conservação da energia; A energia pode ser transferido e transformado, mas não pode ser criada ou destruída. Plantas não produzem energia, elas transformam a energia luminosa em energia química; Durante a qualquer cessão ou transformação de energia, alguma energia é convertida em calor, que é a energia associada ao movimento aleatório de átomos e moléculas.

20 A segunda lei da termodinâmica: Todos os aumentos de transferência de energia ou a transformação da entropia do universo. Embora a ordem pode aumentar localmente, há uma tendência inevitável para a aleatorização do universo. Grande parte do aumento da entropia do universo tem a forma de calor aumentando a energia do movimento molecular ao acaso. Automóveis convertem apenas 25% da energia da gasolina para o movimento, o resto é perdido como calor.

21 Reações químicas liberam e absorvem energia A quantidade de energia liberada ou captada está diretamente relacionada à tendência que uma reação tem em se completar.

22 Reação espontânea: Quando uma reação passa da metade de sua trajetória para se completar sem entrada de energia. Reação não-espontânea espontânea: Necessita de energia para iniciar.

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24 Reação exergônica: reação que desprende energia livre. Reação endergônica: exigem energia livre do ambiente.

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26 ATP: Transferindo Energia nas Células Todas as células vivas precisam de ATP; Responsável pela capitação, transferência, e armazenamento da energia livre; Pode ser hidrolisado e pode doar um grupo fosfato a muitas moléculas diferentes.

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28 Uma molécula de ATP consiste de uma base nitrogenada adenina ligada à ribose (açúcar), que é unida a uma seqüência de três grupos fosfato. A hidrólise do ATP forma ADP e íons fosfato inorgânico além de energia livre.

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30 ATP + H 2 O ADP + P i + energia livre

31 Esta reação é exergônica, desprendendo energia livre; O equilíbrio para essa reação tende para a direita, para produção de ADP.

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34 Enzimas São Catalisadores biológicos Um catalisador é toda a substancia que acelere uma reação química sem ser utilizada nela.

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36 ESTUDEM!!!