Respiração Celular Aeróbia

É um conjunto de reações de (1) para a obtenção de (2) a partir de uma fonte energética orgânica, que ocorre obrigatoriamente em todas as células.

As reações de oxirredução consistem na transferência de (3) de um composto orgânico (Ex: glicose) para um receptor final (o oxigênio) com desprendimento de (4) que fica armazenada no ATP.

A fonte de energia mais utilizada é (5) (apesar de não ser o composto não a mais energético possível), os aminoácidos e os ácidos graxos fornecem mais energia, mas são menos utilizados.

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

O processo de respiração aeróbia ocorre em três etapas:

1. Glicólise

Fase que ocorre no (6), sem participação de (7) . A glicose que penetra na célula na forma de glicose 6-fosfato, sofre a degradação, originando (8 e 9) .Além da glicose e de enzimas , participam desta etapa:

(10) = nicotinamida adenosina di-fosfato é a substância que faz o (11) de um composto para outro

(12) = trifosfato de adenosina é formado por (13) . É a molécula que irá armazenar energia que não será utilizada imediatamente pela célula. Se toda a energia produzida fosse liberada de forma imediata, a célula literalmente "queimaria".

2. Ciclo de Krebs

Inicia-se com a doação do(14), composto resultante do ácido pirúvico produzido na (15) que fica temporariamente acoplado ao Acetil-CoA.O acetil é passado para um composto denominado Oxaloacetato , presente na matriz mitocondrial, que é regenerado ao final de cada ciclo de Krebs.

O acetil que reage com o oxaloacetato ( ou ácido oxalacético) produz o Ácido Cítrico ou Citrato. Esta reação é catalisada pela enzima Citrato-Sintetase . Isso possibilita outras reações em cadeia, que denominamos ciclo de Krebs ou ciclo do ácido oxalacético .

São 8 as etapas enzimáticas do Ciclo de Krebs . Estas etapas são reguladas por quatro enzimas diferentes. Esse processo ocorre na(16) líquido que preenche a (17) .

Como curiosidade, seguem as substâncias:

1° Síntese do Citrato; 2° Conversão do Citrato a Isocitrato 3° Oxidação descarboxilativa ( retira CO2) do Isocitrato a -Cetoglutarato 4° Oxidação descarboxilativa ( retira CO2) -Cetoglutarato a Succinil-CoA; 5° Hidrólise do Succinil-CoA a Succinato; 6° Oxidação do Succinato a Fumarato; 7° Hidratação do Fumarato a Malato; 8°Oxidação do Malato a Oxaloacetato, composto que que inicia um novo ciclo, recebendo outro radical acetil a partir de um novo acetil- CoA. Rendimento Energético do Ciclo de Krebs: 3 NADH+H+ Etapas 3, 4 e 8 1 FADH2 Etapa 6 2 CO2 Etapas 3 e 4 1 GTP = 1 ATP Etapa 5 No total, para cada molécula de glicose oxidada, temos: Da cadeia Glicolítica: 2 ATPs + 2 NADH+H+ Da reação da Piruvato-Desidrogenase: 2 NADH+H+ + 2 CO2 Do Ciclo de Krebs: 2 ATPs + 6 NADH+H+ + 2 FADH2 + 2 CO2.

Total até o ciclo de Krebs: 4 ATPs ,10 NADH+H+ , 2 FADH2 , 6 CO2.

3.Cadeia Respiratória ou cadeia de oxidação fosforilativa.

Processo metabólico de síntese de (18 ) a partir da (19 ) liberada no transporte de elétrons entre aceptores temporários, na cadeia respiratória. Esta fase ocorre nas (20) A cadeia respiratória depende de alguns fatores: Energia Livre obtida do (21 ) Uma enzima transmembrana denominada ATPase que permite a passagem dos hidrogênios presos aos NAD. Presença do receptor final dos (22) liberados pelos NAD e pelo Fad , que é o (23 ).

 A Energia: Durante o fluxo de elétrons Liberação de energia livre suficiente para a síntese de ATP nos receptores temporários, em locais das cristas mitocondriais denominados "SÍTIOS DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA". Nestes locais ,a liberação de energia livre é em quantidade semelhante à necessária para a síntese do ATP.

A respiração anaeróbicaA respiração anaeróbica envolve um receptor de eléctrons diferente do oxigênio e existem vários tipos de bactérias capazes de usar uma grande variedade de compostos como receptores de eléctrons na respiração: compostos nitrogenados, tais como nitratos e nitritos, compostos de enxofre, tais como sulfatos, sulfitos, dióxido de enxofre e mesmo enxofre elementar, dióxido de carbono, compostos de ferro, de manganês, de cobalto e até de urânio.

A respiração anaeróbica só ocorre em ambientes onde o oxigênio é escasso, (sedimentos marinhos e lacustres ou próximos de nascentes hidrotermais submarinas).

Uma das alternativas à respiração aeróbica é a fermentação, um processo em que o piruvato é apenas parcialmente oxidado, não ocorre o ciclo de Krebs e não há produção de ATP na cadeia de transporte de elétrons. No entanto, a fermentação é útil para a célula porque regenera o dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD), que é consumido durante a glicólise.Os diferentes tipos da fermentação produzem vários compostos diferentes, como o etanol (o álcool das bebidas alcoólicas, produzido por vários tipos de leveduras e bactérias) ou o ácido láctico do iogurte.Outras moléculas, como NO2, SO2 são os aceptores finais na cadeia de transporte de elétrons.

A fermentação A fermentação é um processo anaeróbio de transformação de uma substância em outra, produzida a partir de microorganismos, tais como bactérias e fungos, chamados nestes casos de fermentos. Exemplo de fermentação é o processo de transformação dos açúcares em álcool, tal como ocorre no processo de fabricação da cerveja, cujo álcool etílico é produzido a partir do consumo de açúcares presentes no malte, que é obtido através da cevada germinada.Outro exemplo é o da massa do [bolo, pão..] onde os fermentos (leveduras) consomem amido.Esses fungos começam a digerir o açúcar da massa do pão, liberando CO2 (gás carbônico), que aumenta o volume da massa.De um modo geral o termo fermentação também é usado na biotecnologia para definir processos aeróbios.Há dois tipos de fermentação:Fermentação aeróbica: ocorre na presença ( sem utiliza-lo) de oxigênio do ar, como por exemplo, em: Ácido cítrico, Penicilina.Fermentação Anaeróbica: ocorre na ausência de oxigênio, como por exemplo, em: Iogurte, Vinagre, Cerveja, Vinho.Não deve ser confundida com a respiração anaeróbica (processo nos quais algumas bactérias produz energia anaerobicamente formando resíduos inorgânicos). A fermentação é usada na conserva de alimentos (por exemplo, de chucrute).Fermentação alcoólicaNa fermentação alcoólica, o ácido pirúvico (3C) é descarboxilado (liberta CO2) e origina uma molécula de etanol (C2H5OH). Essa redução deve-se à transferência de um H do NADH, formado durante a glicólise, que passa à sua forma oxidada (NAD+), podendo ser novamente reduzido. O rendimento energético final é de 2 ATP, formados durante a glicólise, ficando grande parte da energia da glicose armazenada no etanol.

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