Metabolismo celular. É o conjunto de todas as reacções químicas que ocorrem numa célula.

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1 FERMENTAÇÃO

2 Metabolismo celular 3 É o conjunto de todas as reacções químicas que ocorrem numa célula.

3 Metabolismo celular 4 Anabolismo reacções de síntese de moléculas complexas a partir de moléculas simples. Estas reacções são consideradas endoenergéticas. Catabolismo reacções de degradação de moléculas complexas em moléculas mais simples. Estas reacções são consideradas exoenergéticas.

4 5 Metabolismo celular

5 ATP 6 A principal molécula transportadora de energia nas células é o ATP (adenosina trifosfato). adenina base azotada ribose açúcar com 5 C 3 grupos fosfato (compostos inorgânicos) Adenina Ribose

6

7

8 7 Reacções catabólicas

9 Fermentação 8 Processo anaeróbio (sem utilização de O2), realizado por certas espécies de bactérias e leveduras, durante o qual moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP.

10 Etapas da fermentação 9 Os processos de fermentação envolvem conjuntos de reacções enzimáticas que ocorrem no hialoplasma: Glicólise ocorre a degradação da glicose em ácido pirúvico; Redução do ácido pirúvico conduz à formação dos produtos de fermentação.

11 Glicólise 10 Balanço glicólise : formam-se 2 NADH gastam-se 2 ATP formam-se 4 ATP formam-se 2 Ác. pirúvico Rendimento energético 2 ATP

12 Podemos concluir que o ácido pirúvico é uma molécula altamente energética. Glicólise 11 Distribuição energética da glicose (686 kcal/mol): formam-se 2 NADH 16% kcal/mol rendimento 2 ATP 2% - 14 kcal/mol energia calorífica 3% - 21 kcal/mol formam-se 2 Ác. Pirúvico 79% kcal/mol

13 Redução do ácido pirúvico 12 O ácido pirúvico, ou moléculas orgânicas que se formam a partir deste, são aceptoras dos electrões do NADH, o que permite regenerar o NAD+. O NAD+ pode, assim, voltar a ser utilizado na oxidação da glicose com formação de 2 ATP. Os produtos finais da fermentação dependem da molécula orgânica que é produzida a partir do ácido pirúvico.

14 Fermentação alcoólica 13 Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma descarboxilação (liberta CO2), originando aldeído acético que por redução origina o etanol (composto altamente energético).

15 Fermentação láctica 14 Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma redução, originando o ácido láctico (composto altamente energético).

16 Fermentação láctica 15 Nas células musculares humanas, durante um exercício físico intenso, pode realizar-se fermentação láctica, além da respiração aeróbia. A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia. Contudo, a acumulação de ácido láctico nos tecidos musculares provoca dores.

17 16 Fermentação láctica e alcoólica

18 17 Fermentação e alimentos

19 Fermentação e alimentos 18 Até meados do século XIX (com Pasteur), o Homem obteve alimentos e bebidas sem conhecimento do papel dos microrganismos no seu fabrico. Desconheciam-se as causas das fermentações que permitiam a produção de pão, de vinho, de cerveja, de queijo, entre outros.

20 Respiração celular

21 Mitocôndria Espaço intermemb ranar Cristas mitocondr iais

22 Etapas da Respiração Celular Glicólise hialoplasma Formação de Acetil-CoA matriz mitocondrial Glicose Glicólise Ácido pirúvico Ciclo De Krebs Ou Ciclo Do Ácido Cítrico matriz mitocondrial Cadeia transportadora de electrões Transporte De Electrões Na Cadeia Respiratória/ Fosforilação Oxidativa Cristas mitocondriais.

23 Glicólise 23 ATP Por cada molécula de glicose formamse duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato. Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 NADH Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Glicólise ATP NADH

24 Formação da Acetil-CoA 1 Ácido pirúvico (3C) (resultante da glicólise) NAD+ CO2 NADH+H + CoA Acetil CoenzimaA (2C)/ Acetil CoA

25 Formação da Acetil-CoA Ocorre a remoção de duas moléculas de CO 2 (uma por cada ácido pirúvico) descarboxilação; Não há produção de energia; Existe oxidação do ácido pirúvico e redução do NAD + a NADH; Forma-se 2 moléculas de acetil CoA (uma por cada ácido pirúvico).

26 Ciclo de Krebs Por cada molécula de glicose degradada, formam-se duas moléculas de piruvato e estas, por sua vez, originam duas moléculas de acetil-coa. Consequentemente, ocorrem dois ciclos de Krebs onde sucedem os seguintes fenómenos: Libertação de 4 moléculas de CO 2 ; Formação de 6 NADH+H + e 2 FADH 2 ; Saldo energético: 2 ATP.

27 CICLO DE KREBS 27 Fumarato Succinato cetoglutarato Succinil CoA Profª: Sandra Nascimento

28 Ciclo de Krebs

29 Fosforilação oxidativa/ Cadeia Respiratória Complexo NADH-Q reductase Ubiquinona Complexo citocromo c reductase citocromo c Complexo citocromo c oxidase

30 30 Profª: Sandra Nascimento

31 Cadeia transportadora de electrões As moléculas transportadoras de H (NADH e FADH 2 ) transferem os electrões captados para cadeias transportadoras de electrões, cadeias respiratórias, situadas na membrana interna das mitocôndrias. Electrões altamente energéticos Cadeia transportadora de electrões H+ À medida que os electrões vão sendo transportados na cadeia respiratória, a energia transferida vai permitir a síntese de 34 moléculas de ATP. Como este processo está associado a reacções de oxirredução, é denominado por fosforilação oxidativa.

32 Cadeia transportadora de electrões Por cada molécula de NADH+H + que entra na cadeia respiratória formam-se 3 ATP. Por cada molécula de FADH 2 que entra na cadeia respiratória formam-se 2 ATP.

33 Cadeia transportadora de electrões Cit c Complexo Enzimático I H+ Q Complexo Enzimático II Complexo Enzimático III NADH NAD FADH2 FAD ½ O 2 H 2 O O último aceptor de electrões é o oxigénio, o qual capta um par de iões H + da matriz, formando H 2 O.

34 Respiração celular Citoplasma 1 ATP Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 1 ATP 1 NADH 1 NADH 6 O 2 32 ou 34 ATP Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) 2 CO 2 4 CO 2 2 ATP 6 H 2 O Mitocôndria 2 acetil-coa (2 C) 2 NADH Ciclo de Krebs 6 NADH 2 FADH Total: 10 NADH 2 FADH 2 Crista mitocondrial

35 Balanço energético CITOPLASMA GLICÓLISE Ác. pirúvico Acetil-CoA MITOCÔNDRIA 2 NADH 2 NADH CICLO DE KREBS 2 ATP 2 ATP 6 NADH 2 FADH CADEIA RESPIRATÓRIA 2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP

36 Balanço energético Cadeia Transportadora de Electrões: NADH 3 ATPs FADH 2 ATPs 10 NADH 30 ATPs 2 FADH 4 ATPs 38 ATPs 4 ATPs

37 36 ou 38 ATP?? A membrana interna na mitocôndria é impermeável às moléculas de NADH presentes no hialoplasma. Assim, os electrões transportados por estas moléculas são cedidos a uma molécula de FAD, presente na matriz da mitocôndria, formando-se assim apenas 2 moléculas de ATP por cada par de electrões transportados pelo NADH, gerados na glicólise. Contudo, por vezes, o NADH transfere os seus electrões para uma molécula de NAD+, presente na matriz mitocondrial, gerando 3 ATP por cada molécula de NADH resultante da glicólise. O balanço energético da respiração aeróbia pode, assim, ser de 36 ATP ou de 38 ATP

38 Saldo energético Etapa Saldo de ATP Glicólise 2 Ciclo de Krebs 2 Cadeia respiratória 32 ou 34 Total 36 ou 38

39 Respiração celular

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