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RESPIRAÇÃO CELULAR: CICLO DE KREBS E CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS Profa. Menithen Beber Rodrigues MITOCÔNDRIA • Foram identificadas em 1948; • Ocupam pouco espaço nas células; • Têm sido essenciais para a evolução de animais complexos; • Função: gerar ATP utilizado pelas células para dirigir as reações que necessitam de entrada de energia livre. CICLO DE KREBS C a ra c te rí st ic a s Desempenha diversos papéis no metabolismo; É a via final para a qual converge o metabolismo oxidativo dos carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos; Esqueletos carbonados são convertidos em CO2 e H2O; Essa oxidação fornece energia para a produção da maior parte do ATP (posteriormente); O ciclo ocorre totalmente na mitocôndria e está bastante próximo das reações de transporte de elétrons; É uma via aeróbica, pois o O2 é necessário como aceptor final de elétrons. = Ciclo do ácido cítrico = Ciclo dos ácidos tricarboxílicos CICLO DE KREBS A partir da degradação de nutrientes, temos a formação de Acetil CoA = material de partida do ciclo de Krebs • Gasto de ATP = formação de ADP • Formação de NAD, FAD e ATP REAÇÕES ANAPLERÓTICAS C a ra c te rí st ic a s Em organismos aeróbios, o ciclo do ácido cítrico é uma via anfibólica: serve a processos catabólicos e anabólicos; O ciclo fornece precursores para muitas vias de biossíntese, tais como glicose e aminoácidos; Conforme estes intermediários são removidos para servirem como precursores, eles são naturalmente repostos no ciclo de Krebs por reações anapleróticas = reações de preenchimento; Processo ocorre principalmente com oxaloacetato. A enzima piruvato carboxilase é uma enzima de regulação: se acetil CoA (modulador positivo) estiver em excesso, a via é estimulada para auxiliar na utilização/gasto de piruvato. CICLO DE KREBS E CADEIA RESPIRATÓRIA Fornece substrato para a cadeia respiratória: NADH e ADP!!!! CADEIA RESPIRATÓRIA C a ra c te rí st ic a s O ciclo de Krebs forma moléculas de ATP, NAD e FAD; Proporcionalmente, a maior parte da energia acaba sendo conservada no forma de NAD e FAD (coenzimas) no ciclo de Krebs; Estas moléculas de NAD e FAD devem ser oxidadas (“gastas”) para refazer o ciclo e possibilitar a formação de ATP; As células aeróbias produzem a maior parte do seu ATP por oxidação destas coenzimas pelo oxigênio: respiração celular; A respiração celular por sua vez é efetuada por uma cadeia de transporte de elétrons: cadeia respiratório, que está intimamente ligada à síntese de ATP (fosforilação oxidativa). • Estratégia: transformar a energia contida nas coenzimas reduzidas em um gradiente de prótons para produzir ATP: • Transferência dos elétrons (e prótons) das coenzimas para o oxigênio via cadeia de transporte de elétrons, • Elétrons saem da coenzima reduzida e percorrem uma sequencia de transportadores até atingir o oxigênio, • Complexos estão situados em membranas: assim que a passagem de elétrons ocorre, forma-se um gradiente de prótons diferente em cada lado da membrana e o aproveitamento desta energia que é utilizada para produzir ATP = fosforilação oxidativa. Nível de energia livre é reduzido! ORAGNIZAÇÃO DA CADEIA RESPIRATÓRIA • Membrana mitocondrial interna possui 5 complexos: Complexo I, II, III, IV e V; • I a IV: compartilha elétrons; • V: ATP sintase; • Todos os membros da cadeia são enzimas. RESPIRAÇÃO CELULAR • Processo aeróbico; • Retira elétrons energizados dos alimentos; • Produz como resíduo o CO2 que é levado pelo sangue aos pulmões e expelido; • Ocorre em 3 etapas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. BALANÇO ENERGÉTICO