CONCEITO DE METABOLISMO (ESTUDO DIRIGIDO )

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CONCEITO DE METABOLISMO
O metabolismo é o conjunto de todas as reações que ocorrem no organismo
para controlar os recursos materiais e energéticos, de forma a suprir as suas
necessidades estruturais e energéticas.
Essas reações são catalizadas por diversas enzimas e têm como objetivos:
obtenção de energia química; conversão das moléculas dos nutrientes em
precursoras de macronutrientes, como aminoácidos, bases
nitrogenadas, açúcares e ácidos graxos; produção de macromoléculas,
como proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídios e lipídios; síntese e
degradação de biomoléculas especializadas.
As reações do metabolismo estão reunidas em duas vias metabólicas, o
catabolismo e o anabolismo.
1. Catabolismo: também chamado de via degradativa, é um processo contínuo
e compreende as reações que promovem a degradação das moléculas
complexas em produtos mais simples, com a liberação de energia. A energia
liberada pela via catabólica é utilizada pelo organismo para a realização das mais
diversas atividades.
2. Anabolismo: também chamado de vias biossintéticas, compreende as
reações nas quais moléculas complexas são produzidas a partir de moléculas
simples. Para que as reações ocorram, é necessário o consumo de energia. O
anabolismo é essencial, por exemplo, para o processo de crescimento e
manutenção do organismo.
A energia liberada no processo de degradação das moléculas (via catabólica ou
degradativa) é utilizada para a síntese de biomoléculas (via anabólica ou
biossintética) e outras reações.
Além da energia, a quebra de moléculas orgânicas libera carbono, que pode ser
utilizado na síntese de biomoléculas. Compostos intermediários de processos
como o ciclo do ácido cítrico (um dos processo que ocorrem na respiração
celular) também podem ser utilizados nas vias anabólicas como precursores
para a síntese de biomoléculas.
A molécula adenosina trifosfato - ATP, é chamada de Moeda Energética das
células. Ela tem a função de armazenar pequenas quantidades de energia
provenientes da quebra dos alimentos.
A sigla ATP significa adenosina trifosfato ou trifosfato de adenosina. Ela é uma
pequena molécula considerada a “moeda energética” das células. Essa fama se
deve ao fato de que a função do ATP é armazenar em suas ligações
químicas pequenas quantidades de energia provenientes da quebra dos
alimentos.
Isso significa que a molécula de adenosina trifosfato serve como um “recipiente”
de armazenamento temporário de energia. Ao estudar os processos que
acontecem dentro das células (como a respiração celular e a fotossíntese) você
verá constantes referências às moléculas de adenosina trifosfato.
Como ocorre a produção de ATP
Primeiramente, veremos como ocorre a produção de ATP. A molécula de ATP é
formada por uma molécula de adenosina (base nitrogenada adenina + açúcar
ribose) combinada a três radicais fosfato ligados em cadeia, como você pode ver
na imagem abaixo:
As ligações da cadeia de fosfatos – que está à esquerda na imagem – é que
armazena temporariamente a energia liberada pela quebra de nutrientes. Uma
molécula de glicose, por exemplo, carrega em si uma grande quantidade de
energia. Mas a célula não consegue consumir toda essa energia de uma vez.
Por isso, a energia da glicose é transferida aos poucos para várias moléculas de
ATP.
Dessa forma, enquanto moléculas de carboidratos e lipídios servem como
estoque de energia a longo prazo, a molécula de ATP é utilizada praticamente
de imediato pela célula.
Quando a célula precisa de energia para fazer funcionar uma bomba de sódio e
potássio, por exemplo, ela irá quebrar a molécula de ATP. Essa quebra é
bastante simples, uma vez que é feita por hidrólise (quebra pela água). Assim,
quebra-se a ligação entre o 2º e o 3º grupo fosfato e libera-se a energia que
mantinha esses dois grupamentos ligados.
o fim da quebra da molécula de ATP, sobra um grupo fosfato livre e uma
molécula de adenosina difosfato (ADP). O “tri” se transforma em “di” porque a
molécula passa a ter apenas dois grupamentos fosfato. Veja na imagem em
seguida:
Caso a célula precise novamente armazenar energia temporariamente, ela pode
reunir a molécula de ADP com um novo grupo fosfato, formando uma nova
molécula de ATP.
A recarga do ADP para a produção de ATP pode ocorrer tanto durante a
fosforilação oxidativa (processo que ocorre na respiração celular) como na
fotofosforilação (processo que ocorre na fotossíntese).
Por fim, é importante lembrar que a produção de ATP é considerada um
anabolismo, pois é um processo de síntese de uma molécula. Já a quebra de
ATP em ADP + grupo fosfato é considerada uma reação de catabolismo, pois
quebra uma molécula para produzir energia.
O catabolismo degrada nutrientes para retirar energia para ligar grupos
fosfato de volta ao ADP ou AMP e regenerar ATP.
Coenzimas importantes envolvidas nas reações de oxidação-redução dos
processos do metabolismo energético.
Há coenzimas importantes envolvidas nos processos do metabolismo
energético. Essas coenzimas são responsáveis por captar os elétrons de alta
energia liberados nas reações de oxidação (são reduzidas). Depois, elas
transferem esses elétrons de alta energia (sofrem oxidação) para outras
substâncias, como as bombas de íons H+
localizadas nas membranas internas
das mitocôndrias e enzimas do ciclo de Calvin-Benson na fotossíntese. São elas:
NAD – Dinucleotídeo de nicotinamida e adenina.
FAD – Dinucleotídeo de flavina e adenina.
O NAD+
, FAD ou NADP+
recebem elétrons de processos de oxidação que
ocorrem no catabolismo e se transformam em NADH, FADH2 ou NADPH.
NAD+ + H+ + 2 e-
-> NADH (forma reduzida).
FAD + 2H+ + 2 e-
-> FADH2 (forma reduzida).
NADP+ + H+ + 2 e-
-> NADPH (forma reduzida).
Os elétrons destas coenzimas são transportados ou para complexos
enzimáaticos presentes nas mitocôndrias para produção de ATP ou para a
formação de compostos nas vias anabólicas que sofrem redução, voltando a ser
NAD+
, FAD ou NADP+
.
CARACTERÍSTICAS DO CATABOLISMO E ANABOLISMO
• CATABOLISMO: VIAS QUE DEGRADAM COMPOSTOS QUÍMICOS
TRANSFORMANDO-OS EM COMPOSTOS MENORES, GERANDO
ENERGIA (ATP) E SOFRENDO OXIDAÇÃO (PERDA DE ELÉTRONS),
FORMANDO NADH, NADPH OU FADH2.
• ANABOLISMO: VIAS RESPONSÁVEIS PELA SÍNTESE DE
COMPOSTOS QUÍMICOS COMPLEXOS A PARTIR DE COMPOSTOS
MENORES, COM GASTO DE ENERGIA (TRANSFORMA ATP EM ADP)
E PROCESSO DE REDUÇÃO (GANHO DE ELÉTRONS) DAS
COENZIMAS NADH, NADPH OU FADH2 QUE VOLTAM À FORMA
NAD+
, NADP+ OU FAD.
1) OBSERVE E RESPONDA
a) Quais as finalidades biológicas dos processos descritos no mapa?
R:Formação de energia (ATP) a partir dos alimentos a finalidade biológica dos processos de degradação descritos é obtenção de energia (ATP) para o organismo através da molécula de Trifosfato de adenosina (ATP).
b) Qual o destino dos carbonos dos compostos dos alimentos?
R: Após ser assimilado pelos seres vivos, o carbono retorna ao ambiente de diversas formas. Ele é liberado para a atmosfera por meio da respiração, na forma de CO2 ,um dos produtos finais desse processo.
c) Quais são os compostos receptores de elétrons
R:Receptores são Nad+, fad, nadp+ ,A OXIDAÇÃO DA GLICOSE , ACIDOS graxos e aminoácidos originam acetil –COA e liberam elétrons na forma de NADH +H+ 
d) Explique as diferenças entre anabolismo e catabolismo.
R:catabolismo degradam compostos químicos transformando em compostos menores gerando energia (ATP ) E SOFRENDO OXIDAÇÃO PERDA DE ELETRONS )FORMANDO NADH ,NADPH OU FADH2
ANABOLISMO VIAS RESPONSÁVEIS PELA SÍNTESE DE COMPOSTOS QUÍMICOS COMPLEXOS A PARTIR DE COMPOSTOS MENORES COM GASTO DE ENERGIA (TRANSFORMA ATP EM ADP E PROCESSO DE REDUÇÃO (GANHO DE ELETRONS )DAS COENZIMAS NADH OU FADH2 QUE VOLTAM Á FORMA NAD+,NADPH OU FADH2 QUE VOLTAM Á FORMA NAD+OU FAD.
e) Que tipos de vias metabólicas estão representadas no mapa?
R:Clicose ,ATP, OXIGÊNIO 
f) Qual a finalidade dos processos descritos no mapa 
R:PROCESSO DE OXIDAÇÃO E ENERGIA (ATP)