Aula 5 - Respiração celular e mitocôndrias

Prévia do material em texto

Respiração Celular
&
Mitocôndrias
Prof. Dr. Maurício Barbosa Salviano
De onde vem a energia para nossas 
necessidades?
O que é respiração?
O que é respiração?
+ O2 = CO2 + H2O
Metabolismo celular
• Total de reações químicas que ocorrem em uma célula, realizadas em
forma perfeitamente coordenada e levam à troca de matéria e de
energia entre a célula e o meio, para manutenção dos processos vitais
do organismos (González & Silva; 2006, Introdução à bioquímica clínica veterinária)
• Possibilita a formação e degradação de compostos orgânicos, bem
como a produção de energia que, no seu conjunto, são considerados
os processos básicos que garantem a vida a qualquer organismo
Metabolismo celular
Anabolismo CatabolismoX
• Possibilita a formação e degradação de compostos orgânicos, bem
como a produção de energia que, no seu conjunto, são considerados
os processos básicos que garantem a vida a qualquer organismo
Metabolismo celular
Anabolismo CatabolismoX
Crescimento, reprodução, 
manutenção, movimento e 
diferenciação celular
Componentes celulares tais como 
proteínas, carboidratos, lipídios
DEGRADAÇÃOSÍNTESE
Produtos de degradação servem 
como unidades básicas para 
produção de compostos celulares
LIBERAÇÃOCONSUMO
Crescimento, reprodução, 
manutenção, movimento e 
diferenciação celular
Componentes celulares tais como 
proteínas, carboidratos, lipídios
DEGRADAÇÃOSÍNTESE
Produtos de degradação servem 
como unidades básicas para 
produção de compostos celulares
Composto
reduzido
Composto
oxidado
OXIDAÇÃO
REDUÇÃO
ENERGIA
ENERGIA
Adenina
Pentose
Radicais fosfatos
ATP
Adenosina-Trifosfato
AMP
ADP
ATP
Pedersen et al., 2013, doi:10.1038/nature12042
ADP ATP
FOSFORILAÇÃO
DESFOSFORILAÇÃO
ENERGIA
ENERGIA
Fosforilação oxidativa!?
ADP ATP
FOSFORILAÇÃO
DESFOSFORILAÇÃO
ENERGIA
ENERGIA
Fosforilação oxidativa!?
O2
• Mitocôndrias (mitos, filamentos, e condria, partícula)
• São organelas arredondadas ou alongadas presentes no citoplasma
das células eucariontes, que participam da respiração aeróbica e de
diversas outras funções.
0,5 – 1,0 um
0,5 – 10 um
GLUT
Glicólise
• “Via glicolítica”
• Fase anaeróbica
• Local: Citosol
ATPsNADHPIRUVATOSGLICOSE ATPs 4222  
6C 3C
Glicólise
• “Via glicolítica”
• Fase anaeróbica
• Local: Citosol
ATPsNADHPIRUVATOSGLICOSE ATPs 4222  
6C 3C
Gastamos 2 ATPs
Formamos 4 ATPs
-------------------------------------
Saldo de 2 ATPs
2 NADH
Glicose
Glicose-6-P
Frutose-6-P
Frutose-1,6-biP
Dihidroxicetona-P Gliceraldeído-3-P
1,3-Bifosfatoglicerato
3-Fosfoglicerato
2-Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato
Piruvato
Hexoquinase
Glicose-6-P isomerase
6-Fosfofrutoquinase
Frutose bi-P aldolase
Triose-P isomerase
Aspartato semialdeido desidrogenase
Fosfoglicerato quinase
Fosfoglicerato mutase
Fosfoenolpiruvato hidratase
Piruvato quinase
-ATP
-ATP
+ATP
+ATP
2x
2x
Fase de
Investimento
Fase de Clivagem
Fase de Geração
de Energia
Fosforilação oxidativa
• Realizado dentro das mitocôndrias
• Piruvato é oxidado até se formarem água e gás carbônico, com alto 
rendimento energético.
Produção de Acetilcoenzima A
Cíclo do Ácico Cítrico
Sistema transportador de Elétrons
Fosforilação
Oxidativa
Ciclo de Krebs (Ácido Cítrico): 
Papel de oxidar (retirar 
hidrogênio e elétrons) de 
compostos.
Logo, o ciclo de Krebs não é exclusivo da respiração celular...
Glicose
Piruvato
Piruvato Acetil-CoA
Ácido Oxalacético
Ácido
Cítrico
v
6C
3C
3C
2C
4C
6C
+ +
Glicose
Piruvato
Piruvato Acetil-CoA
Ácido Oxalacético
Ácido
Cítrico
v
6C
3C
3C
2C
4C
6C
+ +
Glicose
Piruvato
Piruvato Acetil-CoA
Ácido Oxalacético
Ácido
Cítrico
v
6C
3C
3C
2C
4C
6C
Consumo de 1 Acetil-CoA (2C)
Liberação de 2 CO2
4 NADH
1 FADH
1 ATP
Cadeia respiratória
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
EEE
E
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
EEE
E
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
EEE
E
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
EEE
E
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
EE
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.E
4H+ 4H+
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.E
4H+ 4H+ 2H+
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.E
4H+ 4H+ 2H+
10H+
ADP
Pi H+
Pi H+
3H+
ATP 3H
+
- 4H+= 6H+
H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+
1 ATP 1 ATP 0,5 ATP
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
E
4H+ 2H+
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
4H+ 2H+
6H+
Citoplasma
Crista
Matriz Mt
Memb. Ext.
Memb. Int.
6H+
ADP
Pi H+
Pi H+
3H+
ATP 3H
+
- 4H+= 2H+
H+ H+ H+ H+ H+ H+
1 ATP 0,5 ATP
Glicólise
• “Via glicolítica”
• Fase anaeróbica
• Local: Citosol
ATPsNADHPIRUVATOSGLICOSE ATPs 4222  
6C 3C
Gastamos 2 ATPs
Formamos 4 ATPs
-------------------------------------
Saldo de 2 ATPs
2 NADH
Glicose
Piruvato
Piruvato Acetil-CoA
Ácido Oxalacético
Ácido
Cítrico
v
6C
3C
3C
2C
4C
6C
Consumo de 1 Acetil-CoA (2C)
Liberação de 2 CO2
3 NADH
1 FADH
1 ATP
GLICÓLISE CICLO DE KREBS SOMA
CADEIA 
RESPIRATÓRIA
NADH 2 8 10 x 2,5 = 25 ATPs
FADH2 0 2 2 x 1,5 = 3 ATPs
ATP 2 2 4 4 + 28 = 32 ATPs
GLICÓLISE CICLO DE KREBS SOMA
CADEIA 
RESPIRATÓRIA
NADH 2 8 10 x 3 = 30 ATPs
FADH2 0 2 2 x 2 = 4 ATPs
ATP 2 2 4 4 + 34 = 38 ATPs