Respiração Respiração CelularCelular

Prof. Waldemar Ernani MartinsProf. Waldemar Ernani Martins

Metabolismo

• Conjunto de reações químicas que ocorrem no organismo.

• Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.

Seres Produtores

• Também chamados de AUTÓTROFOS.

• São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da FOTOSSÍNTESE

Fotossíntese

6CO6CO22 + 12 H + 12 H22O CO C66HH1212OO66 + 6 H + 6 H22O + 6OO + 6O22

Seres Consumidores• Também chamados

HETERÓTROFOS.

• Não produzem seu próprio alimento e precisam se alimentar de autótrofos ou outros heterótrofos para obter energia necessária à sua sobrevivência.

Como a energia é armazenada na

célula?

Nas ligações fosfato da molécula de ATP.

ATP

• ATP = Adenosina tri-fosfato

• Armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na quebra da glicose.

• Quando a célula precisa de energia para realizar alguma reação química, as ligações entre os fosfatos são quebradas, energia é liberada e utilizada no metabolismo celular.

ATP• Essa molécula é formada pela

união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato

Aceptores intermediários de H

• NAD (NNicotinamida Adenina Dinucleotídeoicotinamida Adenina Dinucleotídeo ) e FAD (Flavina Adenina DinucleotídeoFlavina Adenina Dinucleotídeo )

• São aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é p aceptor final de hidrogênios

NAD (NNicotinamida Adenina icotinamida Adenina

DinucleotídeoDinucleotídeo )

FAD (Flavina Adenina Flavina Adenina DinucleotídeoDinucleotídeo )

Processos de liberação de energia:

• AeróbiosAeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios.

• AnaeróbiosAnaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.

Fermentação

É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias .

Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.

Tipos de fermentação e a respiraçãoTipos de fermentação e a respiração

Glicose ácido lático + 2 ATPGlicose ácido lático + 2 ATP

Fermentação Lática

Glicose álcool etílico + CO2 + 2 ATPGlicose álcool etílico + CO2 + 2 ATP

Fermentação Alcoólica

Glicose ácido acético + CO2 + 2 ATPGlicose ácido acético + CO2 + 2 ATP

Fermentação Acética

Glicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATPGlicose + O2 CO2 + H2O + 36 ou 38 ATP

Respiração

Fermentação Alcóolica

• Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs

• Realizada por leveduras que é utilizada na produção pouco eficaz no que diz respeito à liberação de energia, pois uma molécula de glicose só rende 2 ATPs

Fermentação Alcóolica

• Utilização pelo homem:

Produção de Bebidas alcóolicas

Fermentação Alcóolica

• Utilização pelo homem:

Produção de pães e bolos - fermento biológico

Glicólise

Fermentação AlcoólicaFermentação Alcoólica

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

NADH

NADH

CO2CO2

CO2CO2

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

Álcool etílico 3 C

NAD

NAD

Fermentação Láctica

• Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos.

• Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico.

• Também rende 2 ATPs por molécula de glicose.

Fermentação Láctica

• Utilização pelo homem:

Produção queijos e iogurtes

Glicólise

Fermentação LáticaFermentação Lática

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

NADH

NADH

Ácido lático 3 C

Ácido lático 3 C

NAD

Ácido lático 3 C

Ácido lático 3 C

NAD

Fermentação Acética

•É realizado por bactérias denominadas

acetobactérias → produzindo ácido

acético + CO2.

* Este tipo de fermentação é utilizado para

fabricação de vinagre e provoca o

azedamento de vinhos e sucos de frutas.

Fermentação AcéticaFermentação Acética

Glicólise

Glicose (6C) C6H12O6

Glicose (6C) C6H12O6

ATPATP

ATPATP

NADH

NADH

Ácido acético

3 C

Ácido acético

3 C

CO2CO2

NAD NADH2

H2O

Ácido acético

3 C

Ácido acético

3 CCO2CO2

NAD NADH2

H2O

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Piruvato (3 C)Piruvato (3 C)

Respiração Aeróbica• Processo pelo qual a glicose é

degradada em CO2 e H2O na presença de oxigênio.

• Rendimento é maior do que na fermentação 38 ATPs por molécula de glicose quebrada.

• Fases:1. Anaeróbia (glicólise): não necessita

de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma.

2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias

Respiração Aeróbica

• Equação geral:

Respiração Aeróbica

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

Mitocôndria• Formada por 2 membranas. • Membrana externa é lisa e controla a

entrada/saída de substancias 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.

Mitocôndria

Glicólise

• Quebra da glicose em duas moléculas de piruvato + NADH + ATP

• Após a formação dos ácidos pirúvicos eles entram na mitocôndria, sendo atacados então por desidrogenases e descarboxilases.

• Logo, são liberados CO2, que são liberados pela célula e

hidrogênios que são capturados pelo NAD.

• O acetil formado combina-se com a Co-enzima A (Co-A) e a nova molécula (Acetil-CoA) começa o ciclo de Krebs

Coenzima A

Ciclo de Krebs

• Ocorre na matriz mitocondrial.

• Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então liberado pela

célula, caindo na corrente sanguínea.

Ciclo de Krebs• São liberados vários hidrogênios, que

são então capturados pelos NAD e FAD, transformando-se em NADH2 e

FADH2.

• Ocorre também liberação de energia resultando na formação de ATP

Ciclo de Krebs

Cadeia Transportadora de Elétrons

• Ocorre nas cristas mitocondriais.

• Também chamado de Fosforilação Oxidativa.

• É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e

FADH2 até a molécula de oxigênio.

Cadeia Transportadora de Elétrons

• Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS.

• Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP.

Cadeia Transportadora de Elétrons

Citosol

Crista mitocondrial

Mitocôndria

Glicose (6 C) C6H12O6

Glicose (6 C) C6H12O6

Total: 10

NADH 2

FADH2

Total: 10

NADH 2

FADH2

1 ATP1 ATP1 ATP1 ATP

1 NADH1 NADH 1 NADH1 NADH

Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)

6 O26 O2

6 H2O6 H2O

32 ou 34 ATP

32 ou 34 ATP

6 NADH6 NADH

2 FADH2 FADH

2 ATP2 ATP

4 CO24 CO2

2 CO22 CO2

2 NADH2 NADH

2 acetil-CoA (2 C)

2 acetil-CoA (2 C)

Ciclo de

Krebs

Visão geral do processo Visão geral do processo respiratório em célula respiratório em célula eucarióticaeucariótica

Saldo energéticoSaldo energético

Etapa Saldo em ATP

Glicólise 2

Ciclo de Krebs 2

Cadeia respiratória 34

Total 38