Respiração Celular

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Respiração Celular 
 
 
Respiração Celular 
o A respiração celular é o processo metabólico pelo qual as células convertem 
energia química em forma utilizável para a molécula que é parte energética 
da célula, o trifosfato de adenosina (ATP). Basicamente a respiração celular 
transfere energia dos alimentos para o ATP, sendo dividida em 3 fases: 
glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. 
o A glicólise acontece no líquido citoplasmático que é chamado também de 
citosol ou hialoplasma. O produto da glicólise vai para dentro da 
mitocôndria e o Ciclo de Krebs vai acontecer na matriz mitocondrial. Após a 
fosforilação oxidativa, a terceira fase da respiração celular ocorre nas 
cristas mitocondriais. 
 
Glicólise 
o Significa a quebra da molécula de açúcar, ou seja, quebra da glicose. A glicólise é 
uma etapa anaeróbia da respiração celular que ocorre no citosol e envolve reações 
químicas diferentes. Essas reações são responsáveis pela quebra de uma molécula 
de glicose (C6H12O6) em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3) 
o O processo de glicólise inicia-se com a adição de dois fosfatos, provenientes de duas 
moléculas de ATP, à molécula de glicose, promovendo a sua ativação. Essa molécula 
torna-se instável e quebra-se facilmente em ácido pirúvico. Com a quebra, ocorre a 
produção de quatro moléculas de ATP, entretanto, como duas foram utilizadas 
inicialmente para a ativação da glicose, o saldo positivo é de duas moléculas de 
ATP. 
o Durante a glicólise também são liberados quatro elétrons (e-) e quatro íons H+. Dois 
H+ e os quatro e- são capturados por duas moléculas de NAD+ (dinucleotídeo 
nicotinamida-adenina), produzindo moléculas de NADH, a qual carrega energia 
para usá-la na fabricação e produção do ATP. Quando o NAD não está capturando 
elétrons e hidrogênios, se apresenta em sua forma oxidativa, NADH+. Quando ela 
captura elétrons e hidrogênios, ele passa para sua forma reduzida, NADH. 
o Durante o processo, mais 2 íons fosfatos serão adicionados as moléculas. Quem 
adiciona os fosfatos não são ATP, são enzimas que estão participando do processo, 
portanto, cada molécula com 3 carbonos receberá 2 fosfatos. O fosfato vai deixar 
essas moléculas dentro do citoplasma. Porque se não tiver fosfato, a reação corre o 
risco dessas moléculas irem embora do citoplasma, passar pela membrana 
plasmática e isso não pode acontecer. 
o Como saldo final, temos 2 ATP + 2 piruvato + 2 NADH2 
Ciclo de Krebs 
o Após a glicólise, inicia-se uma etapa aeróbia, a qual inclui o ciclo de Krebs, 
também chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico. 
Essa etapa ocorre no interior da organela celular conhecida como 
mitocôndria e inicia-se com o transporte do ácido pirúvico para a matriz 
mitocondrial. 
o Dentro da matriz, o ácido pirúvico (C3H4O3) proveniente da glicólise sofre 
uma descarboxilação oxidativa pela ação da enzima piruvato 
desidrogenase, existente no interior das mitocôndrias dos seres eucariontes, 
e reage com a coenzima A (CoA). O resultado dessa reação é a produção de 
acetilcoenzima A (acetilCoA) e de uma molécula de gás carbônico (CO2). Em 
seguida, o acetilCoA reage com o oxaloacetato, ou ácido oxalacético, 
liberando a molécula de coenzima A, que não permanece no ciclo, formando 
ácido cítrico. 
o Ocorrem sequencialmente oito reações em que são liberadas duas moléculas 
de gás carbônico, elétrons e H+. No final desse processo, o ácido oxalacético 
é restaurado e devolvido à matriz mitocondrial, onde estará pronto para se 
unir a outra molécula de acetilCoA e recomeçar o ciclo. Os elétrons e os íons 
H+ que foram liberados nas reações são capturados pelo NAD+ e 
transformados em NADH. Eles também são capturados por um outro aceptor 
de elétrons, o FAD (dinucleotídio de flavina-adenina), que é transformado em 
FADH2. 
o No ciclo de Krebs, a energia liberada em uma das etapas forma, a partir do 
GDP (difosfato de guanosina) e de um grupo fosfato inorgânico (Pi), uma 
molécula de GTP (trifosfato de guanosina) que difere do ATP apenas por 
conter a guanina como base nitrogenada ao invés da adenina. O GTP é o 
responsável por fornecer a energia necessária a alguns processos celulares, 
como a síntese de proteínas. 
o Podemos concluir que o ciclo de Krebs é uma reação catabólica porque 
promove a oxidação do acetilCoA, a duas moléculas de CO2, e conserva parte 
da energia livre dessa reação na forma de coenzimas reduzidas, que serão 
utilizadas na produção de ATP na fosforilação oxidativa, a última etapa da 
respiração celular. 
o O ciclo de Krebs também tem função anabólica, sendo por isso classificado 
como um ciclo anfibólico. Para que esse ciclo tenha, ao mesmo tempo, a 
função anabólica e catabólica, as concentrações dos compostos 
intermediários formados são mantidas e controladas através de um 
complexo sistema de reações auxiliares que chamamos de reações 
anapleróticas. Um exemplo de reação anaplerótica é a carboxilação de 
piruvato para se obter oxalacetato, catalisado pela enzima piruvato 
carboxilase. 
o Como saldo final, temos 6CO2 + 2FADH2 + 8 NADH2 + 2ATP 
 
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Cadeia Respiratória ou Fosforilação Oxidativa 
o A última etapa da respiração celular também ocorre no interior das 
mitocôndrias, mais precisamente nas cristas mitocondriais. Essa etapa é 
chamada de fosforilação oxidativa, uma vez que se refere à produção de 
ATP a partir da adição de fosfato ao ADP (processo de fosforilação). A maior 
parte da produção de ATP ocorre nessa etapa, na qual acontece a 
reoxidação das moléculas de NADH e FADH2. 
o Nas cristas mitocondriais são encontradas proteínas que estão dispostas em 
sequência, as chamadas cadeias transportadoras de elétrons ou cadeias 
respiratórias. Na cadeia respiratória, quatro grandes complexos proteicos 
inseridos na membrana interna da mitocôndria realizam o transporte dos 
elétrons de NADH e de FADH2 (formados na glicólise e no Ciclo de Krebs) ao 
gás oxigênio, reduzindo-os a NAD+ e FAD, respectivamente. Estes elétrons 
possuem grande afinidade com o gás oxigênio e, ao combinarem-se a ele, o 
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reduz a moléculas de água ao final da reação. O gás oxigênio participa 
efetivamente da respiração celular nesta etapa, assim, sua ausência 
implicaria na interrupção do processo. 
o Os elétrons do NADH e do FADH2, atraídos pelo gás oxigênio, percorrem um 
caminho por entre os complexos proteicos, liberando neste trajeto uma 
grande quantidade de energia. A energia liberada pelos elétrons na 
passagem de uma proteína a outra da cadeia respiratória é chamada de 
força eletromotiva, e ocasiona a passagem dos íons H+ da matriz 
mitocondrial para o pequeno espaço entre as membranas da mitocôndria. 
o Altamente concentrados no espaço entre as membranas mitocondriais, estes 
íons H+ tendem a retornar à matriz mitocondrial, gerando um potencial de 
difusão denominado força protomotiva. Para que consigam retornar, estes 
íons têm de passar por um dos complexos proteicos da cadeia respiratória, o 
sintase do ATP. Este complexo pode ser comparado à turbina de uma usina 
hidroelétrica: é composto por um rotor interno que, ao ser movido pela 
passagem dos íons H+ , convertem a energia potencial da difusão dos íons em 
energia mecânica (a rotação da sintase do ATP) e, em seguida, em energia 
química. 
o Em outras palavras, a conversão da energia mecânica em energia química 
consiste na utilização da energia liberada com a entrada dos íons H+ pelo 
complexo proteico para a produção das moléculas de ATP. Nesta reação, a 
energia mecânica produzida é utilizada para a inserção de um fosfato à 
molécula de ADP (adenosina difosfato), transformando-o em ATP (adenosina 
trifosfato), em uma reação denominada fosforilação oxidativa. 
o Contido de energia química, este ATP, ao final do processo, será fornecido a 
todas as células como fonte de energiapara a realização de suas atividades. 
A respiração celular rende, teoricamente, 34 moléculas de ATP, juntando com 
os outros dois processos, temos um total de 38 ATPs por molécula de glicose 
degradada. 
 
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