Semana 12 Respiração Celular

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1 Semana 12 Respiração Celular Prof. Saul Carvalho Respiração Celular Extração de energia química de substâncias orgânicas (carboidratos e lipídios) Principalmente quebra da Glicose Gera energia celular ATP Equação Geral C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 38 ATP 1

2 Onde ocorre? Glicólise Cadeia Respiratória Ciclo de Krebs As mitocôndrias Teoria endossimbiótica das mitocôndrias: surgiram de bactérias que, há cerca de 2,5 bilhões de anos, foram fagocitadas por células procarióticas maiores e passaram a viver dentro delas 2

3 As mitocôndrias Formada por 2 membranas. Membrana externa é lisa e controla a entrada/saída de substâncias da organela. Membrana interna contém inúmeras pregas chamadas cristas mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons. Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs. Fases: 1. Anaeróbica (glicólise): não necessita de oxigênio e é realizada no citoplasma 2. Aeróbica 2.1 Ciclo de Krebs (Matriz Mitocondrial) 2.2 Cadeia transportadora de elétrons (Cristas Mitocondriais) 3

4 A Glicólise Gera ATP e Poder Redutor Ocorre no citoplasma Parte da energia da glicose é liberada em quatro parcelas, produzindo quatro ATPs Com o consumo de dois ATPs, o saldo é de 2 ATPs 2 NAD 2 NAD Desidrogenação Forma 2 NAD 4

5 A Glicólise Gera ATP e Poder Redutor Degradação anaeróbica dos carboidratos Sequência de reações catalizadas por enzimas 2 NAD 2 NAD Rápida produção de ATP Forma 2 ácidos pirúvicos A Glicólise 5

6 hexoquinase fosfogliceroquinase fosfoisomerase fosfogliceromutase triose-fosfato aldolase desidrogenase fosfofrutoquinase aldolase enolase quinase pirúvica Enzimas envolvidas na glicólise Fermentação Extração de energia de substâncias orgânicas Condição de Anaerobiose Não há ciclo de Krebs ou Cadeia Respiratória Gera energia celular 2 ATP Equação Geral C 6 H 12 O 6 CO 2 + álcool/ácido + 2 ATP 6

7 Fermentação Alcoólica formação de álcool etílico e CO 2 C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 O 2 CO ATP Fermentação Láctica formação de ácido láctico (estresse muscular) C 6 H 12 O 6 2 C 3 H 12 O ATP 7

8 Fermentação Alcoólica Fermentação Alcoólica Utilização pelo homem 8

9 Fermentação Láctica Fermentação Láctica Utilização pelo homem 9

10 Etapa preparatória ao ciclo de Krebs ácido pirúvico é desidrogenado e descarboxilado, resultando em uma molécula de NAD e CO 2 forma-se a acetila a acetila liga-se à coenzima A e passa a ser chamada de Acetil- Coenzima-A ou Acetil-CoA NAD ácido pirúvico acetila coenzima A Acetil coenzima A Coenzima A 10

11 Ciclo de Krebs Completa desmontagem da molécula Todo carbono é degradado em CO 2 e liberado pela célula São liberados vários elétrons, que são capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NAD e FADH Liberação de energia com formação de 1 ATP Ciclo de Krebs A Acetil-CoA se liga ao ácido oxalacético a CoA é retirada do ciclo Forma-se o ácido cítrico o ácido oxalacético é regenerado São produzidos: 3 NAD 1 FADH 2 CO 2 1 ATP ( 1 GTP ) Ácido oxalacético 11

12 Somatório Prévio Glicólise: 2 ATPs e 2 NAD Etapa preparatória: 1 NAD e 1 CO 2 Sendo 2 ácidos pirúvicos: 2 NAD e 2 CO 2 Ciclo de Krebs: 3 NAD, 1 FADH, 1 ATP e 2 CO 2 Sendo 2 Acetil CoA: 6 NAD, 2 FADH, 2 ATP e 4 CO 2 Portanto: 10 NAD, 2 FADH, 6 CO 2 e 4 ATP 12

13 Cadeia Respiratória Cadeia transportadora de elétrons Também chamado de Fosforilação Oxidativa Ocorre nas cristas mitocondriais É um sistema de transferência de elétrons do NAD e FADH até a molécula de oxigênio O oxigênio é a molécula que se reduz definitivamente, recebendo elétrons e íons e formando água César & Sezar 13

14 Cadeia Respiratória As moléculas transportadoras estão na membrana Há um conjunto de proteínas Durante o trajeto, os elétrons formam, com os transportadores, compostos cuja quantidade de energia é menor que a do transportador anterior Dessa forma, a energia é liberada e usada na síntese de ATP Os transportadores não são gastos no processo A célula necessita contínuo suprimento de oxigênio ou a cadeia respiratória pára! Cadeia Transportadora 14

15 Cadeia Transportadora de Elétrons GLICÓLISE - citoplasma CICLO DE KREBS - matriz mitocondrial CADEIA RESPIRATÓRIA - crista mitocondrial 1 ATP Sintase 10 Enzimas Glicose 2 ATP 2 NADH 2 2 Ácido Pirúvico (3C) NADH 2 6C 2 Acetil CoA (2C) 2 CO 2 4 CO 2 4C 1 ATP 3 NADH 2 1 FADH 2 + ½O 2 e - NAD + FAD + T e - T e - e - T H 2 O ADP + P 1 H+ H+ H+ C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 38 ATP 15

16 Rendimento Total da Respiração 10 NAD, 2 FADH, 6 CO 2 e 4 ATP 10 NAD x 3 ATP = 30 ATP 2 FADH x 2 ATP = 4 ATP Glicólise + Ciclo de Krebs = 4 ATP Total = 38 ATP Ou aproximadamente 300 kcal Rendimento Total da Respiração 16

17 FOTOSSÍNTESE x RESPIRAÇÃO Consome H 2 O e CO 2 Produz glicose e oxigênio Converte energia luminosa em química Constrói matéria-orgânica (glicose) Ocorre nos cloroplastos (tecidos verdes) Consome glicose e oxigênio Libera CO 2 e H 2 O Libera energia química armazenada Decompõe matéria-orgânica Ocorre em todas as células vivas (mitocôndrias) Produz 38 ATPs Fotossíntese (cloroplasto) INÍCIO LUZ O 2 H 2 O Energia ATP FIM FASE MEMBRANOSA [ ] ATPase e - transporte O 2 FASE MEMBRANOSA NADPH Poder Redutor NADH FADH FASE LÍQUIDA Calvin-Benson (monta) CO 2 ATP FASE LÍQUIDA FIM Ac. Fosfoglicérico Ad. Fosfoglicérico Triose-fosfato Ciclo C 3 Glicose Krebs (desmonta) CO 2 ATP Acetil CoA Ácido Pirúvico Piruvato INÍCIO Respiração (mitocôndria) 17

18 RESPIRAÇÃO x FERMENTAÇÃO Consome glicose e oxigênio Consome somente glicose Libera CO 2 e H 2 O Libera energia química armazenada Condição de aerobiose Ocorre no citoplasma e mitocôndrias Produz 38 ATPs Produz álcool + CO 2 ou ácido Libera energia química armazenada Condição de anaerobiose Ocorre somente no citoplasma (glicólise) Produz 2 ATPs Questões para reflexão Qual o objetivo da respiração celular? Qual a organela celular envolvida na respiração? O que é a glicólise e onde se processa? Onde ocorre a cadeia respiratória e quem é o asceptor final de elétrons? Comparativamente, qual o rendimento da respiração e da fermentação? Cite alguns alimentos obtidos por meio da fermentação. 18

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