Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Metabolismo Bacteriano Prof.: Daniela Pontes Introdução • Metabolismo: soma de todas as reações químicas dentro de um organismo vivo, ou de uma célula. REAÇÕES METABÓLICAS. Pode ser dividido em duas classes de reações químicas: Reações químicas que liberam energia Reações químicas que requerem energia CATABOLISMO ANABOLISMO * Metabólito: qualquer molécula que atua como nutriente, produto intermediário ou produto final em uma reação metabólica. Introdução • Catabolismo: quebra de compostos orgânicos complexos em compostos mais simples. - São também chamadas de reações catabólicas ou degradativas. - Constituem a principal fonte de energia para as células; já que sempre que as ligações químicas são degradadas, ocorre liberação de energia. Reações catabólicas envolvem a quebra de ligações químicas e a liberação de energia. Introdução • Anabolismo: construção de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples. - Também chamadas de reações anabólicas ou biossintéticas. - Para a formação de ligações químicas é necessário energia. Uma vez formadas, as ligações representam armazenamento de energia. Reações anabólicas envolvem a formação de ligações, com gasto de energia. Introdução Introdução • A energia liberada durante as reações catabólicas é utilizada para conduzir as reações anabólicas. • A energia requerida por uma célula pode ser capturada dos raios do sol (como na fotossíntese) ou pode ser produzida por certas reações metabólicas. • A energia pode ser temporariamente armazenada em ligações ricas em energia, em moléculas especiais, geralmente nas moléculas de ATP. Introdução Moléculas de ATP (adenosina trifosfato): • São as principais moléculas de armazenamento ou de transporte de energia no interior da célula. • São encontradas em todas as células, uma vez que elas são utilizadas para transferir energia de moléculas que requerem energia (como a glicose) para uma reação que necessite de energia. • É uma molécula temporária, intermediária. Se não for utilizado logo após sua produção, será hidrolisado a adenosina difosfato (ADP). ADP: fonte emergencial de energia. Molécula de adenosina trifosfato (ATP). Como o nome sugere, a molécula de ATP contém três grupamentos fosfato. Introdução Moléculas de ATP (adenosina trifosfato): Introdução Energia – necessária para: • Vias metabólicas; • Crescimento; • Reprodução; • Esporulação; • Movimento; • Transporte ativo de substâncias através da membrana. Introdução O papel do ATP no acoplamento das reações anabólicas e catabólicas. Quando moléculas complexas são quebradas (catabolismo), uma parte da energia é transferida e presa no ATP e o restante é liberado como calor. Quando moléculas simples se combinam formando moléculas complexas (anabolismo), o ATP fornece a energia para a síntese, e outra vez uma parte da energia é liberada como calor. Observações • Via bioquímica: série de reações bioquímicas interligadas que ocorrem de modo gradual, indo de um material inicial para um produto final. • A glicose é o “alimento” ou nutriente favorito das células, incluindo os microrganismos. • Os nutrientes devem ser considerados fontes de energia e as ligações químicas, formas de armazenamento de energia. CATABOLISMO Catabolismo • Respiração Aeróbica da Glicose - Glicólise - Ciclo de Krebs - Cadeia Transportadora de Elétrons • Fermentação da Glicose Catabolismo Respiração Aeróbica da Glicose • Glicólise - Pode ocorrer na presença ou ausência de O2, mas ele não participa dessa fase. - Produz muito pouca energia: rendimento líquido de 2 ATP. - Ocorre no citoplasma. NAD = nicotinamida adenina dinucleotídeo. NAD+ (oxidado) / NADH (reduzido) Respiração Aeróbica da Glicose • Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico, ciclo do ácido tricarboxílico) - Processo aeróbico. - É considerado ciclo porque, ao final das reações, o produto inicial (oxaloacetato) é regenerado. - Somente 2 ATP são formados, mas vários produtos (p. ex., NADH, FADH2 e H +) formados durante o ciclo de Krebs entram na cadeia transportadora de elétrons. - Ocorre na superfície interna da membrana celular. FAD = flavina-adenina dinucleotideo (oxidado). FADH2 (reduzido). Respiração Aeróbica da Glicose • Cadeia Transportadora de Elétrons - Série de reações de oxidação-redução, por meio das quais a energia é liberada à medida que os elétrons são transferidos de um composto para outro. - O O2 está no ponto final da cadeia; é referido como aceptor final de elétrons. - Ocorre na superfície interna da membrana celular. - Produz 34 moléculas de ATP. (processo aeróbico) FMN: flavina mononucleotídeo. Q: ubiquitina ou coenzima Q. Respiração Aeróbica da Glicose A equação química que representa a respiração aeróbica é: C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 P 6 H2O + 6 CO2 + 38 ATP P : grupo fosfato ativado Fermentação • Não envolve oxigênio; geralmente ocorrem em ambientes anaeróbicos. • A primeira etapa é a glicólise. • A etapa seguinte é a conversão do ácido pirúvico em um produto final, que é produzido dependendo do organismo específico envolvido. • A fermentação produz apenas 2 moléculas de ATP. Fermentação Fermentação • Aplicações: - Fermentação alcóolica: fabricação de vinhos, cervejas, outras bebidas alcóolicas, pão. - Fermentação lática: produção de queijos, iogurte, picles, salsichas curadas, coalhadas. - Odontologia: bactérias da cavidade oral provocam cárie (o ácido lático produzido ataca o esmalte dentário). Fermentação ANABOLISMO Anabolismo • As reações anabólicas necessitam de energia (uma vez que estão sendo formadas ligações químicas). • A maior parte da energia necessária às reações anabólicas é fornecida pelas reações catabólicas que estão ocorrendo simultaneamente na célula. • Conhecidas também como reações biossintéticas. Anabolismo • Biossíntese de Compostos Orgânicos: - Fotossíntese (biossíntese que utiliza energia luminosa) - Quimiossíntese (biossíntese que utiliza energia química) Fotossíntese • A energia luminosa é convertida em energia química na forma de ligações químicas. • Objetivo: captar a energia luminosa e convertê-la em ligações químicas ricas em energia nas moléculas de ATP e carboidratos, particularmente glicose, que pode, então, ser convertida em mais moléculas de ATP na etapa final da respiração aeróbica. • Ex.: algas, vegetais, cianobactérias e outras bactérias. Fotossíntese A equação química que representa a fotossíntese é: 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O + ADP + P P : grupo fosfato ativado luz ATP Quimiossíntese • Envolve uma fonte química de energia e matéria- prima para a síntese de metabólitos e macromoléculas necessários ao crescimento e à realização das funções dos organismos. • Quimioautotróficos: utilizam CO2 como fonte de carbono. • Químio-heterotróficos: utilizam outras moléculas orgânicas, diferentes do CO2, como fonte de carbono. Bibliografia • TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • BARBOSA, H. R.; TORRES, B. B. Microbiologia Básica. São Paulo: Editora Atheneu, 2005. • ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, J. Burton, Microbiologia para as ciências da saúde. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012.
Compartilhar