Cadeia Respiratória

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Ocorre nas cristas mitocondriais 
 
A função da cadeia respiratória é a formação de moléculas de ATP, processo chamado 
fosforilação oxidativa. 
 
Legenda das imagens: 
COMPLEXO I 
COMPLEXO II 
COMPLEXO III 
COMPLEXO IV 
CARREADOR FOSFATO 
ATP SINTASE 
 
Geração de ATP a partir do NADH 
 
• Todos os NADH dirigem-se a cadeia respiratória, liberam seu par de elétrons para o 
complexo I e voltam a ser NAD+ 
• Complexo I usa a energia do par de elétrons para bombear 4 H+ que estavam dentro da 
mitocôndria para o espaço entre a membrana externa e interna 
 
 
 
• Acontece que esses elétrons são atraídos por uma O2 (O2 vindo da nossa respiração) 
• Esse par de elétrons vai passando de uma proteína a outra, até chegar ao complexo III 
= fornece energia para bombear + 4H+ 
 
 
• Chegando ao complexo IV o par de elétrons não têm tanta energia assim, facilitando o 
bombeamento de apenas 2 H+ 
• Par de elétrons se encontra com O2 (aceptor final = último a receber elétrons) e forma 
H2O 
 
 
• Para produzir ATP, vai ser necessário ADP e fosfato 
• Do lado de fora da membrana interna da mitocôndria está mais positivo e do lado de 
dentro da membrana interna da mitocôndria está mais negativo 
• H+ do lado de fora são atraídos pela carga negativa do lado de dentro 
• Um H+ voltará para dentro da mitocôndria levando com ele um fosfato inorgânico 
 
 
• Além disso, outros 3 H+ vão retornar para o interior da mitocôndria também atraído 
pelo lado mais negativo, só que esses 3 H+ retornam passando por dentro da ATP 
sintase, essa ATP sintase gira, unindo um ADP ao fosfato inorgânico = ATP (energia 
química) 
 
 
 
Quantidade de ATPs produzidos 
 
• a partir da energia do par de elétrons do NADH+H+ = 10 H+ bombeados 
• Para produzir ATP são necessários 4 H+ 
Total: 10 H+ → a cada 4 H+ = 1 ATP = para cada NADH serão produzidos 2,5 ATPs 
 
 
Geração de ATP a partir do FADH2 
 
• FADH2 entrega seu par de elétrons ao complexo II e volta a ser FAD 
 
 
 
• Esse par de elétrons será atraído pelo O2 e ele vai seguir em direção ao O2, passando 
pelo complexo III 
• O complexo III usa a energia desse par de elétrons para bombear 4H+ 
 
 
• No complexo IV há energia para bombear 2H+, o elétron se encontra com O2 e forma 
água 
 
 
 
• Para produzir ATP precisa de ADP 
• H+ é atraído pelo lado de dentro mais negativo e carrega consigo um fosfato inorgânico 
 
 
 
• 3H+ passam pela ATP sintase atraídos pelo lado negativo → gira = une ADP ao Pi = ATP 
 
 
 
Quantidade de ATPs produzidos 
• Par de elétrons facilitou o bombeamento de 6H+ 
• São necessários 4H+ para produzir 1 ATP 
 Total: 6H+ / 4H+ → 1,5 ATPs para cada FADH2 
 
→ Cálculo total 
 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 
 
Na verdade, existem alguns custos que fazem diminuir essa quantidade de 32 ATPs 
 
 
Custo da produção de ATP pelo ciclo de Krebs 
 
Ciclo ocorre na matriz mitocondrial 
• Ciclo pega um GDP + P → GTP 
• GTP perde P, que é passado para ADP 
• ADP + P → ATP 
Fosfato só entra na mitocôndria acompanhado de um H+ = esse é o custo, ou seja, poderia ser 
usado na cadeia respiratória, mas usou-se aqui 
 
→ Ao todo, foram produzidos 10 NADH (2 pela glicólise e 8 pelo ciclo de Krebs). Cada NADH 
bombeia 10 H+ → ao todo foram 100 H+ bombeados 
→ 2 FADH2, bombeiam 6H+, então com 2 FADH2 são bombeados 12. Com isso, temos um 
total de 112 H+ para o espaço entre a membrana externa e interna. Acontece que 
desses 112, 2 serão desviados para trazer o fosfato para o ciclo de Krebs, então o saldo 
caiu para 110 H+ 
 
Custo da entrada dos 2 NADH produzidos pela glicólise no citosol 
 
• Esses NADH produzidos no citosol precisam entrar na mitocôndria. Eles podem entrar 
pelo Circuito Malato-Aspartato 
→ Aspartato vai ser convertido em oxaloacetato e depois em malato, após receber 2 H 
(vindos do NADH). Isso ocorre porque o NADH não consegue atravessar a membrana 
interna da mitocôndria, transferindo então, para o malato que entrará na 
mitocôndria. Dentro da mitocôndria ele volta a ser oxaloacetato, devolvendo os 
elétrons pro NAD+ formando NADH. O oxaloacetato é convertido em aspartato e 
retorna ao citosol, possibilitando a entrada de um H+ (outro que deixa de 
participar da síntese de ATP). Como a glicólise produz 2 NADH, isso ocorre duas 
vezes (2H+) 
 
Cálculo: 110 H+ - 2 H+ = 108 H+ / 4 (a cada 4 produz um ATP) = 27 ATPs + 2 ATPs da glicólise = 29 
+ 2 do ciclo de Krebs = 31 ATPs 
 
 
• o NADH pode entrar pelo circuito glicerol-fosfato 
→ NADH produzido pela glicólise dá seus elétrons para o glicerol 3-fosfato, voltando a ser 
NAD+. Esse glicerol entra na mitocôndria na membrana interna, se torna diidroxiacetona 
fosfato e sai da mitocôndria, devolvendo os elétrons para o FAD → FADH2. Agora, não serão 
produzidos 10 NADH, e sim 8. Com isso: 80H+ serão bombeados pelo NADH e 4 FADH2 
bombearam 24H+ 
 
Cálculo: 104 H+ - 2 (ciclo de krebs) = 102 / 4 = 25,5 ATPs + 2 da glicólise + 2 ciclo de krebs = 
29,5 ATPs