METABOLISMOO metabolismo o conjunto de reaces que decorrem num organismo vivo. O metabolismo divide-se em dois tipos: anabolismo e catabolismo. Anabolismo o conjunto de reaces que permitem os organismos vivos transformar as substncias do meio ambiente em subst6ancias do prprio organismo. Este processo chama-se assimilao. Catabolismo o conjunto de reaces que permitem aos seres heterotrficos obterem energia pela decomposio de substncias alimentares (orgnicas). Este processo chama-se desassimilao.

I.

ASSIMILAO

A Assimilao a transformao das substncias no organismo, consiste na absoro e transformao de substncias nutritivas simples ou de produtos de digesto dos alimentos, nos constituintes complexos do organismo. A assimilao divide-se em dois tipos: assimilao autotrfica e assimilao heterotrfica. Assimilao autotrfica ocorre quando os seres vivos sintetizam os seus prprios alimentos, transformando matria inorgnica em orgnica (seres fotossintticos). Assimilao heterotrfica ocorre nos seres que no sintetizam matria orgnica (seres heterotrficos), mas utilizam a matria orgnica por meio de reaces que decorrem no organismo (digesto, respirao, etc.).

1.1. Fotossntese A fotossntese a reaco de sntese de substncias orgnicas a partir da gua (H2O) e dixido de carbono (CO2) em presena da luz solar (energia luminosa) com libertao de oxignio (O2). As plantas ao realizarem a fotossntese t5ransformam a energia luminosa absorvida em energia qumica, que fica acumulada nas ligaes qumicas entre os tomos de carbono, das molculas orgnicas sintetizadas.1

A equao geral da fotossntese :

6CO

2

enrgia lu min osa +12 H 2 O C 6 H 12 O6 + 6 H 2 O + 6O2

Alguns seres (por exemplo, as bactrias autotrficas), no lugar da gua, utilizam o cido sulfrico (H2S) ou outros compostos inorgnicos.

6CO1.1.1. Os

2

enrgia lu osa +12 H 2 S minC 6 H 12 O6 + 6 H 2 O +12 S

Factores que influenciam a fotossntese que influenciam a fotossntese agrupam-se em externos

factores

(temperatura, fotossintticos).

concentrao de dixido de carbono, intensidade da luz e

quantidade de oxignio) e internos (enzimas, clorofila e outros pigmentos

Quanto maior for a quantidade de dixido de carbono na atmosfera,

maior ser a intensidade da fotossntese; A gua e a luz so indispensveis para a fotossntese; O oxignio em grandes quantidades na atmosfera reduz a velocidade da

fotossntese.

1.1.2.

Importncia da fotossntese

o principal processo de transformao de energia na biosfera; Fornece alimentos (substncias orgnicas) ricos em energia; Fornece oxignio.

II. DESASSIMILAO A desassimilao a transformao de substncias prprias do organismo, ricas em energia, em substncias simples, pobres em energia, para o fornecimento de energia necessria para a realizao dos fenmenos vitais dos organismos vivos. Os processos de produo de energia so: respirao celular e fermentao.

2

2.1. Respirao celular A respirao celular um fenmeno que consiste basicamente no processo de extraco de energia qumica acumulada nas molculas de substncias orgnicas. Nesse processo, verifica-se a oxidao de compostos orgnicos de alto teor energtico, como carbohidratos e lpidos, para que possam ocorrer as diversas formas de trabalho celular. O organelo responsvel por essa respirao a mitocndria em paralelo com o sistema golgiense. Ela pode ser de dois tipos, respirao anaerbica (sem utilizao de oxignio tambm chamada de fermentao) e respirao aerbica (com utilizao de oxignio). A equao geral da respirao celular :

C H O + 6O6 12 6

2

6CO2 + 6H 2 O + Energia

2.1.1.

Importncia da respirao celular

A respirao um fenmeno de fundamental importncia para o trabalho celular e, portanto, para manuteno de vida num organismo. A respirao celular ocorre em todos os momentos da vida de organismos e realizada por todas as clulas vivas que o constituem. Se o mecanismo respiratrio for paralisado num indivduo, suas clulas deixam de dispor de energia necessria para o desempenho de suas funes vitais; inicia-se, ento, um processo de desorganizao da matria viva, o que acarreta a morte do indivduo. Na respirao, grande parte da energia qumica libertada durante oxidao do material orgnico se transforma em calor. Essa produo de calor contribui para a manuteno de uma temperatura corprea em nveis compatveis com a vida, compensando o calor que normalmente um organismo cede para o ambiente, sobretudo nos dias de frio. Isso se verifica principalmente em aves e mamferos; em outros grupos, como os anfbios e os repteis, o organismo aquecido basicamente atravs de fontes externas de calor, quando, por exemplo, o animal se expe ao sol.3

2.1.2. Mitocndria A mitocndria um dos organelos celulares mais importantes, sendo extremamente relevante para respirao celular. abastecida pela clula que a hospeda por substncias orgnicas como oxignio e glicose, as quais processa e converte em energia sob a forma de ATP, que devolve para a clula hospedeira. A mitocndria responsvel por muitos processos catablicos fundamentais para a obteno de energia para a clula, como a -oxidao de cidos graxos, o Ciclo de Krebs e a Cadeia respiratria.

Fig. 1: Estrutura mitocndria

interna

da

2.2. Respirao Aerbica A respirao aerbica se desenvolve sobretudo nas mitocndrias, segundo a seguinte equao:

C H O6 12

6

+ 6O 2 6CO 2 + 6 H 2 O + Energia

( ATP )

Nesta equao, verifica-se que a molcula de glicose (C6H12O6) "decomposta" de maneira a originar substncias relativamente mais simples (CO2 e H2O). A "decomposio" da glicose, entretanto, no pode ser efectuada de forma repentina, uma vez que a energia4

libertada

seria

muito

intensa

e

comprometeria a vida da clula. preciso, portanto, que a glicose seja "decomposta" gradualmente. Assim, a respirao aerbica compreende, basicamente, trs fases: Gliclise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratria.

2.2.1. Gliclise Nesta fase, a glicose converte-se em duas molculas de um cido orgnico dotado de 3 carbonos, denominado cido pirvico (C3H4O3). Para a ser activada e tornar-se reactiva a clula consome 2 ATP (armazena energia qumica extrada dos alimentos distribuindo de acordo com a necessidade da clula). No entanto, a energia qumica libertada no rompimento das ligaes qumicas da glicose permite a sntese de 4 ATP. Portanto, a gliclise apresenta um saldo energtico positivo de 2 ATP. Na converso da glicose em cido pirvico, verifica-se a aco de enzimas denominadas desidrogenases, responsveis pela retirada de hidrognios. Neste processo, os hidrognios so retirados da glicose e transferidos a dois receptores denominados NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotdio). Cada NAD captura 2 hidrognios. Logo, formam-se 2 NADH2. A gliclise um fenmeno que ocorre no hialoplasma, sem a participao do O2.

2.2.2. Ciclo de Krebs O cido pirvico, formado no hialoplasma durante a gliclise, penetra na mitocndria, onde perde CO2, atravs da aco de enzimas denominadas descarboxilases. O cido pirvico ento converte-se em aldedo actico. O aldedo actico, pouco reactivo, combina-se com uma substncia chamada coenzima A (COA), originando a acetil-coenzima A (acetil-COA), que reactiva. Esta, por sua vez combina com um composto. Nesse momento inicia-se o ciclo de Krebs, fenmeno biolgico ocorrido na matriz mitocondrial. Da reaco da acetil-CoA, ocorrem sries de desidrogenaes e

descarboxilaes at originar uma nova molcula de cido oxalactico, definido um ciclo de reaces, que constitui o ciclo de Krebs.

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2.2.3. Cadeia Respiratria Esta fase ocorre nas cristas mitocondriais. Os hidrognios retirados da glicose e presentes nas molculas de FADH2 e NADH2 so transportados at o oxignio, formando gua. Dessa maneira, na cadeia respiratria o NAD e o FAD funcionam como transportadores de hidrognios. Na cadeia respiratria, verifica-se tambm a participao de citocromos, que tem papel de transportar electres dos hidrognios. medida que os electres passam pela cadeia de citocromos, liberam energia gradativamente. Essa energia empregada na sntese de ATP. Depois de muitos clculos, podemos dizer que o processo respiratrio aerbico pode, ento, ser equacionado assim:

C H O6 12

6

+ 6O 2 6CO 2 + 6 H 2 O + Energia

( ATP )

2.3. Fermentao ou Respirao Anaerbica A fermentao uma forma de desassimilao que ocorre nos organismos, sobretudo nas bactrias e leveduras; nestes organismos, a fermentao a nica forma de desassimilao. De acordo com os produtos finais deste processo, distinguem-se diferentes tipos de fermentao: Fermentao Homolctica, da qual resulta o cido lctico; Fermentao Alcolica, da qual resulta o etanol; Fermentao Heterolctica, da qual resulta cido lctico e etanol.

2.3.1.

Importncia da fermentao

A fermentao serve para a produo de bebidas alcolicas (cerveja,

vinho, etc.); A fermentao usada na indstria alimentar (po, vinagre, queijo ,

iogurte, etc.);

6

A fermentao, tambm, serve para purificar a gua de pequenos lagos e

de esgotos.

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