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Metabolismo Apostila

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pela célula e precisam ser digeridas, hidrolisadas em moléculas menores para que possam 
atravessar a membrana celular. Este processo de degradação, de digestão, está a cargo de 
enzimas hidrolíticas exocelulares, ou seja, de enzimas que são secretadas pela célula para o 
meio externo para que possam atuar sobre as macromoléculas que constituem os alimentos. 
Estão neste caso os polissacarídeos como o amido dos tubérculos, do arroz, do pão; as proteínas 
da carne, do peixe, do queijo; os lipídeos das várias gorduras alimentares. Todas estas 
macromoléculas são hidrolisadas do lado de fora da célula por enzimas chamadas, 
respectivamente: amilases, proteases, peptidases e lipases. No caso de animais superiores as 
enzimas hidrolíticas como as proteases (pepsina, por exemplo) são encontradas no trato 
digestivo, enquanto que a amilase é uma enzima que se encontra na saliva e suco pancreático e 
permite a degradação do amido alimentar em moléculas menores como maltose e glicose que 
são então utilizadas, pelas células, para produção de energia. (Vide teoria de Glicídeos). 
Quando as condições alimentares superam as exigências de trabalho, ou seja, as exigências 
energéticas das células vivas, estas passam a utilizar a energia acumulada para estocar reservas 
para um momento de carência alimentar. Assim, as células passam a sintetizar as biomoléculas 
que constituem as suas reservas, a saber: polissacarídeos, amido, no caso de certos 
microrganismos e de plantas, e glicogênio, principalmente no caso de células animais. 
Sintetizam lipídeos, que são as maiores reservas energéticas da célula e sintetizam também as 
proteínas que constituem as estruturas celulares e os catalisadores (enzimas). As reações que 
levam a estas sínteses são as reações do metabolismo anabólico da célula. 
 
Concluindo, podemos dizer que a vida é trabalho e a energia para executar este trabalho é 
proveniente da degradação do terceiro fosfato da molécula de ATP. Estas moléculas de ATP 
podem ser formadas a nível de substrato como ocorre na via glicolítica, ou na cadeia respiratória 
devido à energia liberada durante a transferência de elétrons. Este estudo constitui a parte do 
metabolismo chamado Bioenergética. 
 
ABORDAGENS TÉCNICAS EM EXPERIMENTOS BIOQUÍMICOS 
 
A abordagem experimental em Bioquímica é ampla e depende fundamentalmente do fenômeno e 
do tipo de célula que se deseja estudar. 
Os experimentos in vivo utilizam células íntegras e são usados, por exemplo, quando se deseja 
estudar o crescimento e os fatores que atuam sobre ele. 
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São também utilizados para verificar fatores que afetam a produção de excretas em determinados 
processos fermentativos. 
A compreensão destas situações metabólicas requer, muitas vezes, o conhecimento do controle e 
regulação das enzimas participantes do processo. Neste caso o sistema, seja ele qual for 
(macromoléculas, metabólitos, enzimas), deve ser isolado dos demais constituintes celulares. A 
técnica é chamada in vitro e exige o rompimento da célula e/ou tecido, seu posterior 
fracionamento e, às vezes, até a purificação do sistema. 
Claro que, dependendo do tecido e/ou célula utilizados, a técnica para o rompimento deverá ser 
mais ou menos drástica; células com parede, como as leveduras, precisam da utilização de 
abrasivos ou enzimas hidrolíticas específicas que permitam o rompimento da parede; células 
como os hepatócitos, podem ser rompidas com um tratamento mais suave. 
O fracionamento posterior do sistema envolve um determinado conhecimento de suas 
propriedades físicas e químicas para que se escolha um método que permita a obtenção de 
material a ser estudado com um bom rendimento e mantendo suas características originais. 
No caso de proteínas ou enzimas, diversas técnicas de purificação podem ser usadas (vide 
capítulo sobre Técnicas de Fracionamento). 
Muitas vezes os resultados obtidos neste tipo de experimento não podem ser extrapolados para as 
condições existentes dentro das células vivas. Isto porque num estudo in vitro, normalmente 
ajusta-se o ensaio às condições ótimas de atuação de determinada enzima, que podem se 
distanciar das condições reais de pH, T, [S] e [moduladores] intracelulares. É importante 
ressaltar que a relação entre as concentrações de substrato e produto nas condições fisiológicas 
embora constante é diferente daquela do chamado equilíbrio químico. Tal condição representaria 
a impossibilidade de realização de trabalho porque não haveria mais liberação de energia livre 
(G = 0). 
Na realidade as concentrações permanecem constantes porque na célula vigora o estado 
estacionário ou estado de equilíbrio dinâmico. 
A dificuldade de extrapolação dos resultados obtidos in vitro para as condições existentes nas 
célula pode ser suplantada por uma metodologia de trabalho mais moderna, denominada técnica 
in situ, que permite o estudo de enzimas em condições mais próximas às existentes na célula 
íntegra. 
Por esta técnica abrem-se poros na membrana celular, o que permite a saída de metabólitos de 
baixo peso molecular, mas não de proteínas. Assim, as enzimas são colocadas em presença de 
seus substratos (em geral, substâncias de baixo peso molecular, com trânsito livre) e se 
comportam de uma maneira a mimetizar o fenômeno natural. 
Os estudos bioquímicos utilizam métodos físico-químicos, como eletroforese, centrifugação 
diferencial, ultracentrifugação, técnicas espectrofotométricas e fluorimétricas dentre outras. 
Outros recursos podem ser utilizados nestas pesquisas como por exemplo, isótopos de massa e 
radioativos, células mutantes de microrganismos, que podem ser empregados para sequenciar as 
rotas metabólicas, para o estudo do controle da expressão genética. 
 
Metabolismo 
 
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TEORIA DA PRÁTICA 
 
 
CRESCIMENTO CELULAR 
DE MICRORGANISMOS 
 
INTRODUÇÃO 
 
 crescimento pode ser considerado como um aumento irreversível de matéria celular 
acompanhado por um aumento de massa e que, freqüentemente, envolve divisão celular. 
Para se acompanhar o crescimento de um microrganismo, é necessário que se 
introduzam determinados conceitos e terminologia utilizados para trabalhos deste tipo. 
 
 Microrganismos: seres vivos, aclorofilados ou não, quimo ou fotossintetizantes, 
capazes de reprodução sexuada e/ou assexuada, podendo ser uni ou pluricelulares. 
 
 Leveduras: microrganismos unicelulares do reino Fungi, aclorofilados, 
quimossintetizantes, capazes de reprodução sexuada e assexuada. 
 
 Meio de cultura: aquele que contem os nutrientes (substâncias químicas) 
necessários para o crescimento e reprodução de um organismo. 
 
 Inóculo: suspensão de um microrganismo (obtido a partir de uma cultura 
estoque), previamente caracterizado, isolado a partir do solo e ar, por exemplo, ou 
mesmo fornecido por organizações especializadas e mantido em condições 
apropriadas. 
 
 Assepsia: os trabalhos com microrganismos isolados exigem técnicas assépticas. 
São realizados com meios de cultura previamente esterilizados e em condições 
tais que não permitam a presença de outra espécie de organismo contaminante. 
 
 
CRESCIMENTO MICROBIANO 
 
Exigências nutricionais 
 
Para que um microrganismo possa crescer é necessário que lhe sejam fornecidos nutrientes. As 
exigências nutricionais mínimas são, em princípio: 
 
 Uma fonte de carbono e energia (caso se trate de um microrganismo 
quimossintetizante ou heterotrófico),- glicídeo (de um modo geral), glicerol, 
etanol, dentre outros. 
 
 Uma fonte de nitrogênio - sais de amônia, aminoácidos, peptonas, proteínas. 
 
 Sais minerais - K+, Ca2+, Na+, PO43
-
, Mg2+ , Mn2+, Cl-, e outros. 
O 
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As vitaminas, em certos casos, também são requeridas. No caso das leveduras são necessárias as 
do complexo B. 
 
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