Metabolismo• Conjunto de reações químicas e físicas que ocorrem no organismo.• Manutenção da vida, transformação em energia, conjunto de
atividades metabólicas das células.
• Ex.: biossíntese de nucleotídeos e aminoácidos, degradação de ácidos graxos.
Seres Produtores e Consumidos• Produtores também chamados de AUTÓTROFOS.
• São capazes de produzir o próprio “alimento”, através do processo da
FOTOSSÍNTESE
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.
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.
• NAD, NADP e FAD
• são aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para o oxigênio, que é o aceptor final de hidrogênios
Transportadores de Hidrogênio
AnaeróbiosAnaeróbios: Também chamado de FERMENTAÇÃO. Acontece sem a utilização de oxigênio. Os aceptores finais dependem do tipo de fermentação.
AeróbiosAeróbios: ocorre com a participação do oxigênio. Ele é o aceptor final de elétrons e hidrogênios.
Processos de Liberação de Energia
o É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação
de energia e realizada principalmente por fungos e bactérias.
o Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final.
o No processo de fermentação o aceptor final de hidrogênios é o produto final.
o Pode ser de dois tipos:
o Fermentação AlcóolicaFermentação Alcóolica
o Fermentação LácticaFermentação Láctica
o Fermentação AcéticaFermentação Acética
Fermentação
• 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
C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
• 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 Lática
C6H12O6 = 2 C3H6O3 + 2 ATP
• Processo em que a energia utilizada na formação de compostos orgânicos provém
da oxidação de substâncias inorgânicas, e não da energia luminosa.
• Realizada por algumas bactérias que , por isso, são chamadas de bactérias
quimiossintetizantes ou quimiolitoautótrofas.
• Primeira etapa
• Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química
• Segunda etapa
• CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2
Reação da Quimiossíntese
Bactérias• SULFUROSAS: oxidam compostos de enxofre (H2S).
• NITROBACTÉRIAS: como Nitrosomas e Nitrobacter,
oxidam compostos nitrogenados (NH3 e NO2).
• METANOGÊNICAS: produzem metano (CH4) em locais com escassez de
compostos de nitrogênio e enxofre.
• FERROBACTÉRIAS: oxidam compostos de ferro (Fe(OH)3).
• 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
Modificações mais profundas da Glicose
• Glicólise
• Oxidação do ácido pirúvico
• Ciclo de Krebs
• Cadeia respiratória
• 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
I – ESTÁGIO
Preparação da glicose
Investimento de energia para ser
recuperada mais tarde
I I– ESTÁGIO
Quebra e rearranjo da molécula de
glicose em duas moléculas de 3
carbonos
III– ESTÁGIO
Oxidação: Geração de energia
GLICÓLISEGLICÓLISE
Oxidação do Ácido Pirúvico
ÁCIDO PIRÚVICO
(3C)
NAD NADH2
CO2 CoA
ACETIL-CoA (2C)
Ocorre na matriz mitocondrial com a entrada do Ác. Pirúvico.
Há liberação de Gás Carbônico e NADH + H.
• Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então
liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.
• 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 2 ATP
Ciclo de KrebsMatriz Mitocondrial
Aumentam a Velocidade do Ciclo de KrebsCitrato Sintase
Isocitrato Desidrogenaseα-citoglutarato desidrogenase
Ciclo de Krebs
PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS POR CADA
ÁCIDO PIRÚVICO
COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO PIRÚVICO, O
RESULTADO FINAL É:
• Também chamado de Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Resiratória;
• É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2
até a molécula de oxigênio.
• 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 - Crista Mitocondrial
Elétrons altamenteenergéticos
Cadeia transportadoraDe elétrons
O2 + 4H+ + 4e - 2H2O
NADH NAD
Complexo Enzimático I
Q
Cit c
Complexo Enzimático II
Complexo Enzimático IIIH+
½ O2 H2O
Saldo Energético da Respiração Aeróbia
Total de moléculas
de ATP por molécula
de glicose utilizada
Membrana da crista
mitocondrial
Cadeia respiratória
NADH2
FADH2
Matriz mitocondrialCiclo de Krebs
HialoplasmaGlicólise
Onde ocorreFase
38
30
4
2
2
Moléculas de
ATP formadas
Resumindo...• No Citosol:
• 2 NADH 5 ATP, sendo que 2 ATP podem ser usados na entrada desses
NADH na mitocôndria;
• 2 ATP formados diretamente;
Saldo: 5 ou 7 ATP
• Na Mitocôndria (formação de acetil-CoA e o Ciclo de Krebs):
• 8NADH 20 ATP
• 2 FADH2 3 ATP
• 2 ATP
Saldo: 25 ATP
Assim o total de moléculas de ATP produzidas por moléculas de
glicose degradada poderá ser de 30 ou 32.
PROTEÍNAS CARBOIDRATOS LIPÍDIOS
AMINOÁCIDOS GLICOSE ÀC. GRAXOS
PIRUVATO
Acetil-CoA
CICLODE
KREBSCADEIA RESPIRATÓRIA
Degradação de macromoléculas
Monômeros
Respiração Aeróbia
Produtos metabólicos finais
NH3 CO2H2O
Vias Gerais
• Glicogênese – Glicose Glicogênio
• Glicogenólise – Glicogênio Glicose
• Gliconeogênese – Aminoácidos, glicerol e lactato Glicose
• Glicólise – Glicose Piruvato, Lactato
Nos cloroplastos, mais precisamente onde?
granum
epiderme
célulasfotossintetizadoras
epiderme
tilacóide
núcleo
cloroplasto
vacúolo
estroma
tilacóide
membrana do tilacóide
interior do tilacóide
folha em cortetransversal
feixe de luz branca
esp
ectr
o d
e c
ore
s
750 nm
700 nm
650 nm
600 nm
luz visível
550 nm
500 nm
450 nm
400 nm
TV e ondas de rádio
microondas
infra-vermelho
ultravioleta
raios X
raios gama
109 nm(1 m)
106 nm
103 nm
1 m
10-3 nm
10-5 nm
Clorofila e Organismos
• Clorofila a = Cianobactérias e Eucariontes
• Clorofila b = Plantas e Algas Verdes
• Clorofila c = Algas Pardas e Diatomáceas
• Clorofila d = Algas Vermelhas
Metabolismo Ácido das Crassuláceas - CAM
Ocorre em família de plantas suculentas;
Tem esse nome pois o primeiro foi
descoberto em plantas da família
Crassulaceae;
Toda célula de planta CAM tem que ter:
•Um grande vácúolo onde se possa
armazenar temporariamente o ac.
Málico em solução aquosa.
•Cloroplastos onde o CO2 obtido do ac.
Málico possa ser transformado em
carboidratos.
carboidratos
estromatilacóide
reações da fase
de escuro
ATP
NADP
NADPH2
CO2
O2H2O
ADP + Pi
reações da fase de claro
Anabolismo – fazer moléculas, ou seja, formar compostos;
Catabolismo – fazer ATP, ou seja, quebrar moléculas ou compostos;
Recordando...
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