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* Aula: 1 * * I- DEFINIÇÃO * Metabolismo é a atividade celular altamente coordenada, com propósitos determinados, e na qual cooperam muitos sistemas multienzimáticos. *Todo esse processo: - de OBTENÇÃO, - ARMAZENAMENTO e - UTILIZAÇÃO DE ENERGIA, e - a transformação de precursores obtidos do meio em compostos característicos de cada organismo, é efetuado através de uma intrincada rede de REAÇÕES QUÍMICAS e constitui o METABOLISMO. * II- FUNÇÕES O metabolismo tem quatro funções específicas: 1- Obter energia química pela degradação de nutrientes ricos em energia, oriundos do meio ambiente; 2- Converter as moléculas dos nutrientes em unidade fundamentais precursoras das macromoléculas celulares; 3- Reunir e organizar estas unidades fundamentais em proteína, ácidos nucléicos e outros componentes celulares; 4- Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias ás funções especializadas das células. * 1) O CATABOLISMO É a fase degradativa do metabolismo; nela as moléculas orgânicas nutrientes, carboidratos, proteínas e lipídios proveniente do meio ambiente ou dos reservatórios de nutrientes da própria célula são degradados por reações consecutivas em produtos finais menores e mais simples, como por exemplo, ácido lático, CO2 e amônia. III- CATABOLISMO e ANABOLISMO Metabolismo consiste de vias catabólicas (degradativas) e de vias anabólicas (biossintetizantes) 2) O ANABOLISMO É também chamado de BIOSSÍNTESE, fase sintetizante ou construtiva do metabolismo; nele as pequenas moléculas precursoras, são reunidas para formar as grande macromoléculas componente das células, como as proteínas e os ácidos nucleícos. O catabolismo ou o anabolismo ocorrem simultaneamente nas células e a velocidade de cada um é regulada independentemente. * * Vias catabólicas Vias anabólicas * * ENERGIA QUÍMICA (ATP) Processos químicos (biossíntese) Mecânicos (contração muscular) Elétricos (condução de estímulo nervoso) Osmóticos (transporte ativo através de membranas) Luminosos (bioluminescência) IV- ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) A energia química armazenada no ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) pode ser utilizada em processos * * CARBOIDRATOS LIPÍDEOS PROTEÍNAS CO2 (H+ + e-) COENZIMAS oxidadas COENZIMAS reduzidas O2 + ADP + Pi (H+ + e-) ATP + H2O Fig. 8.1 Esquema simplificado do processo de obtenção de energia em organismos quimiorganotróficos: a oxidação de nutrientes leva à redução de coenzimas que são oxidadas por O2, produzindo ATP ∙ Pi - fosfato inorgânico (HPO4 a pH 7,4). * V- COENZIMAS EM REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO * As coenzimas que recebem os (H+ e-) produzidos na oxidação da glicose são NAD+ e FAD: NAD: Nicotinamida Adenina Dinucleotídio, FAD: Flavina Adenina Dinucleotídio, derivados, das vitaminas nicotinamida e riboflavina. NAD+ + 2 e- + 2 H+ NADH + H+ FAD + 2 e- + 2 H+ FADH2 Exemplo V- COENZIMAS EM REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO São compostos orgânicos não protéicos que participam de reações enzimáticas * * * Fig. 9.2 Estrutura das formas oxidadas da nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD+) e da flavina adenina dinucleotídio (FAD). Cada nucleotídio é formado por uma base nitrogenada cíclica (nicotinamida, flavina ou adenina), uma ribose (ou o poliálcool ribitol) e um grupo fosfato. As vitaminas componentes das coenzimas estão destacadas em vermelho. * * Fig. 9.3 Reações de óxido-redução catalisadas por desidrogenases que têm NAD+ e FAD como coenzimas. O substrato reduzido (SH2) é oxidado, perdendo dois átomos de hidrogênio, e as coenzimas convertem-se às suas formas reduzidas. O NAD+ recebe dois elétrons e um próton, ficando o segundo próton no meio; o FAD recebe os dois átomos de hidrogênio. Estão representadas apenas as partes reativas do NAD+ e FAD, o restante das moléculas sendo simbolizado por R. * O QUE É OXIDAÇÃO ? Perda de elétrons O QUE É REDUÇÃO ? Ganho de elétrons O QUE É AGENTE REDUTOR ? Substância que perde elétrons O QUE É UM AGENTE OXIDANTE ? Substância que ganha elétrons Além da obtenção de ENERGIA, proveniente da LUZ ou de compostos QUÍMICOS, os seres vivos dependem do meio ambiente também quanto a um segundo aspecto: a necessidade de COMPOSTOS QUÍMICOS PARA CONSERVAÇÃO E/OU AUMENTO DE SUA MASSA. * * VII- Visão Geral * Fig. 8.3 Mapa simplificado de parte do metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas. As setas indicam, em alguns casos, reações e, em outros, etapas de vias metabólicas compostas por várias reações. As reações ou etapas irreversíveis estão assinaladas em vermelho. * É obrigatória a ingestão de carboidratos, lipídeos e proteínas? Ou alguns deles podem ser sintetizados a parte de outro? Se este for o caso, quais os tipos de compostos imprescindíveis na dieta? É possível sintetizar: a) Glicose a partir de proteína b) Ácido graxo a partir de proteína c) Ácido graxo a partir de glicose d) Proteína a partir de glicose e) Glicose a partir de ácido graxo f) Proteína a partir de ácido graxo ????????? Macronutriente Pode originar Proteínas Carboidratos, ácidos graxos Carboidratos Ácidos graxos Lipídeos --- * * * Definir o metabolismo Qual é o órgão especialista em metabolismo Aonde ocorre o metabolismo Quais são os dois processos (mecanismos) do metabolismo e definir cada um? Qual é a finalidade do metabolismo? Qual é o tipo de energia utilizada pelas células e definir quimicamente? Citar as atividades celulares que utilizam ATP como fonte de energia? Qual é o produto comum a degradação de carboidratos, proteínas e lipídios? Qual é o monossacarídeo mais abundante (consumido)? Por que? Quais são os tipos de alimentos do metabolismo? VIII. ROTEIRO DE ESTUDO: INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
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