Cadeia Transportadora de Elétrons

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Cadeia Transportadora de Elétrons
Resumindo
Glicólise e Ciclo de Krebs produzem pouco ATP, todavia
também produzem NADH e FADH2 que são importantes para a
cadeia respiratória -> a função dessas duas moléculas é
levar elétrons ricos em energia para a cadeia
respiratória.
A produção de ATP na cadeia respiratória irá ocorrer por
meio da energia dos elétrons transportados pelo NADH e o
FADH2.
A cadeia respiratória ocorre na membrana interna da
mitocôndria, local chamado de cristas mitocondriais.
Geração de ATP a partir do NADH
Na membrana interna terá o Complexo I, Ubiquinona,
Complexo III, Citocromo C, Complexo IV, Carreador Fosfato
e ATP Sintase.
Todos os NADH dirigem-se à cadeia respiratória levando um
par de elétrons para esse local. Sendo assim, na cadeia
respiratória o NADH irá liberar o seu par de elétrons e
voltar a sua conformação de NAD+.
O par de elétrons liberado será recebido pelo Complexo I,
assim o complexo I irá utilizar a energia desses elétrons
para liberar 4H+ para o espaço entre a membrana interna e
externa.
Lembre-se: Os pares de elétrons serão utilizados para
realizar a liberação de H+ para o espaço entre as
membranas da mitocôndria.
Todavia, esses elétrons são atraídos pelo Oxigênio (O2)
existente na localidade. Diante disso, o par de elétrons
irá passar de proteína em proteína até se encontrar com o
O2 e formar a água (H2O).
Quando os elétrons passarem pelo complexo III irá liberar
mais 4H+, já no complexo IV irá liberar 2H+.
Total do par de elétrons do NADH -> 10H+.
Após passar por esse complexo e bombear H +, os elétrons
se juntam com o O2 (aceptor final de hidrogênios e
elétrons) para formar a água.
Em suma, todas essas etapas possuem a finalidade de
produção de ATP, para isso será necessário o uso da
molécula de ADP e fosfato (que precisará adentrar na
mitocôndria). Diante disso, o lado de fora da membrana
interna da mitocôndria está mais positivo e o lado de
dentro está mais negativo.
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Os H+ que foram bombeados para fora terão a tendência de
retornar para a membrana interna da mitocôndria por causa
da atração pelo lado negativo, esse retorno do H+ irá
trazer consigo um Pi (fosfato inorgânico -> fosfato usado
para o ATP que irão passar pelo carreador fosfato), além
disso mais 3H+ irão adentrar novamente para a membrana
interna da mitocôndria por dentro da ATP Sintase que irá
realizar o movimento de giro e unir o Fosfato ao ADP ->
formando o ATP.
Lembre-se: Elétrons ricos em energia bombeiam H+ -> O
retorno do H+ para a membrana interna girar a ATP Sintase
-> Usar energia do movimento do retorno de H+ para gerar
ATP.
NADH -> 10H+ foram bombeados e para produzir 1 ATP são
necessários 4H+ = 2,5 ATP’S e em algumas literaturas pode
ser colocado como 3 ATP’S
Geração de ATP a partir do FADH2
Na membrana interna terá o Complexo I, Complexo II,
Ubiquinona, Complexo III, Citocromo C, Complexo IV,
Carreador Fosfato e ATP Sintase.
FADH2 leva elétrons ricos em energia para a cadeia
respiratória, esse par de elétrons será entregue ao
complexo II e o FADH2 volta a ser FAD.
Esse par de elétrons será atraído pelo O2 e irá passar
pelo complexo protéico da membrana interna. Todavia, esse
par de elétrons não passa pelo Complexo I, pois esse par
de elétrons possui menos energia que o do NADH.
No complexo III esse par de elétrons será útil para
bombear 4H+ e no complexo IV irá bombear 2H+ e se juntar
com o O2 para formar a água (H2O).
Após isso, irá ocorrer a produção de ATP, que irá
precisar do ADP e de uma molécula de fosfato. Esse
fosfato irá adentrar na membrana interna por meio do
carreador fosfato com um H+ por causa da atração pelo
lado negativo. Além disso, 3H + irão passar pela ATP
sintase que irá girar e unir o Fosfato + ADP -> formando
o ATP.
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FADH2 -> 6H+ foram bombeados e para produzir 1 ATP são
necessários 4H+ = 1,5 ATP’s e em algumas literaturas é 2
ATP’S.
Tabela de ATP
Será um pouco menos de 32 ATP’S devido aos custos
existentes durante a respiração celular o que faz com que
diminua a quantidade líquida de ATP.
Além disso, existem divergências nas literaturas sobre a
quantidade de ATP, por isso estima-se um valor entre 32 a
38 ATP’S.
Custos da Produção de ATP
Ciclo de Krebs -> produz 2 ATP, ocorre na matriz
mitocondrial e pega um GDP + P -> GTP (para isso ocorrer,
antes um fosfato teve que entrar na mitocôndria junto com
o H+ e esse será o custo).
10 H+ -> 100 H+
2 FADH2 -> 12 H+
Sendo assim, foram bombeados 112 H + para o espaço entre
as membranas, porém como o ciclo de krebs utilizará 2 H
+ para bombear fosfato para a matriz mitocondrial e
produzir 2 ATP irá ocorrer um custo e serão bombeados
somente 110 H +.
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Glicólise -> como a glicólise ocorre no citosol,
precisará de um investimento para o NADH (2) produzido
pela glicólise para que ela entre na mitocôndria, sendo
assim, existem duas formas: circuito malato-aspartato
(aspartato é convertido em oxaloacetato e depois
convertido em malato, porém o malato terá mais hidrogênio
que foram disponibilizados pelo NADH da glicólise, pois o
NADH não consegue atravessar a membrana interna da
mitocôndria -> quem entra na mitocôndria é o malato com
os elétrons do NADH -> e na mitocôndria o malato volta a
ser oxaloacetato que irá devolver os elétrons para o NAD+
que irá se converter em NADH, após isso o oxaloacetato
converte em aspartato que sairá da mitocôndria e devolver
H+ para a mitocôndria, desviando um H+ da síntese de ATP
pela ATP sintase. Portanto, durante o processo de entrada
de 2 NADH na mitocôndria irão consumir mais 2 H+, o que
deixa com o saldo de 108H+ para a produção de ATP (o que
faz com que a cadeia respiratória produza somente 27 ATP
+ 2 ATP (glicólise) + 2 ATP’s (KREBS) = 31 ATP’S (em
média).
Outra forma é o circuito glicerol - fosfato que irá
acontecer com a diidroxiacetona fosfato sendo convertido
em glicerol 3-fosfato que terá 2 H+ que foram fornecidos
pelo NADH+. Sendo assim, o glicerol 3-fosfato irá
adentrar entre o espaço das membranas da mitocôndria, na
membrana interna irá atuar uma enzima que irá converter o
glicerol em diidroxiacetona fosfato que vai retornar para
o citosol. Após isso, os elétrons livres serão devolvidos
para o FAD que se transformará em FADH2 que irão produzir
4 FADH2 (2 NADH da glicólise convertido para FADH2 -> 24
H+ e 80H+ (NADH+) -> diante disso, se for utilizado esse
circuito serão produzidos somente 29,5 ATP’S.