PRINCÍPIOS DE BIOENERGÉTICA

Células e organismos necessitam

realizar trabalho para: manutenção

da vida, crescimento e

reprodução

Bioenergética descreve como os organismos vivos

capturam, transformam e usam energia.

Todos os organismos

vivos derivam sua

energia direta ou

indiretamente da energia

radiante da luz solar.

Os organismos vivos são

interdependentes, trocando

energia e matéria através

do meio ambiente.

Bioenergética – é o estudo quantitativo das

transformações de energia que ocorrem nas células

vivas, bem como da natureza e função dos

processos químicos nelas envolvidos.

As transformações biológicas de energia seguem as

leis da Termodinânica.

Leis da Termodinâmica

1ª - Princípio da Conservação da Energia

-qualquer transformação física ou química, a

quantidade total de energia no universo permanece

constante, a energia pode mudar de forma, porém

não pode ser criada ou destruída.

2ª - Tendência do Universo a Desordem

-em todos os processos naturais, a entropia do

universo aumenta.

Células e organismos vivos são

sistemas abertos que trocam

matéria e energia com o

ambiente, sem jamais entrar em

equilíbrio – interação entre

sistema e ambiente explica como

os organismos podem criar uma

ordem interna, sem desobedecer

a 2ª lei da Termodinâmica.

Organismos vivos – conjunto de moléculas cujo grau de

organização é maior do que o dos componentes do seu meio

ambiente.

VIOLAÇÃO DA SEGUNDA LEI?

Parâmetros Termodinâmicos

-descrevem as transformações de energia que ocorrem

durante uma reação química.

*Energia Livre de Gibbs (G) – expressa a quantidade de

energia capaz de realizar trabalho durante uma reação a

temperatura e pressão constantes.

Exergônica – quando a reação ocorre com liberação de energia

livre - G negativo;

Endergônica – sistema ganha energia livre - G positivo;

Parâmetros Termodinâmicos

*Entalpia (H) – é o conteúdo de calor do sistema reagente

(reflete o tipo e o número de ligações químicas dos reagentes

e produtos).

-Reação exotérmica – libera calor conteúdo de calor dos

produtos é menor do que dos reagentes - H negativo;

-Reação endotérmica – reação capta calor do ambiente - H

positivo.

*Entropia (S) – expressão quantitativa da casualidade ou

desordem de um sistema.

Moeda Universal de Energia na Bioquímica

Adenosina Trifosfato

Carreadores - Coenzimas Carreadores de elétrons para reações oxidantes

-Flavina adenina mononucleotídeo

-Flavina mononucleotídeo

Carreadores - Coenzimas Carreadores de elétrons para reações de biossíntese redutoras

-Nicotinamida adenina dinucleotídeo

- Nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato

Metabolismo – somatório de todas as

transformações químicas que ocorrem em uma

determinada célula ou organismo e compreende

uma série de reações catalisadas por enzimas –

Vias Metabólicas

-Catabolismo – fase degradativa do metabolismo –

conversão dos nutrientes orgênicos em produtos

finais mais simples.

-Anabolismo ou biossíntese – moléculas maiores e

mais complexas são formadas a partir de moléculas

mais simples.

Vias Metabólicas

Principais Reações do Metabolismo

1) Reações de Oxido-redução

-envolve a retirada (ou doação) de elétrons dos metabólitos

-participação direta dos carreadores

NAD – Niacina / FAD – Riboflavina (São vitaminas do complexo B)

2) Reações de Ligação

-união de moléculas com gasto energético (ATP)

3) Reações de Isomerização

-rearranjo molecular

4) Reações de Transferência

-grupo fosforila do ATP é transferido para outra molécula

5) Reações de Hidrólise

Biossíntese e degradação são quase

sempre distintas

1-ocorrem por vias diferentes

2-envolvem enzimas diferentes numa mesma via

3-podem ser compartimentalizadas

Extração de energia dos alimentos

Realizada em 3 estágios:

Estágio 1- degradação das

macromoléculas –

digestão

Estágio 2 – simplificação a

compostos comuns – ex.

Acetil CoA

Estágio 3 – oxidação final

Acetil CoA nas vias finais e

extração de energia.

Mapa Metabólico