aula1 energia biossintese catalise

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ENERGIA BIOSSÍNTESE E 
CATÁLISE 
Disciplina: Biologia Celular 
Profa. Ana Beatriz G Duarte 
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Energia e ordem biológica 
 Energia = capacidade de realizar trabalho 
 
 1ª lei da termodinâmica (conservação da energia): 
 Energia pode ser transformada mas não pode ser criada ou 
destruída 
 Ex.: Luz = Energia  transformação trabalho, calor, alimento 
 Não pode ser destruída 
 
 2ª lei da termodinâmica (entropia): 
 “Processos energéticos não ocorrem espontaneamente a menos que 
haja degradação da energia de forma mais concentrada para 
mais dispersa” 
 “parte da energia sempre é dispersada sob a forma de energia 
térmica não disponível (calor)” 
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Energia e ordem biológica 
 Organismos vivos 
 Células  manutenção da ordem interna 
 Reações químicas  liberação de calor ambiente 
  ordem interna células   entropia ambiente 
 
 
Aumento da 
desordem externa 
Aumento da ordem interna 
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Energia e ordem biológica 
 Reações celulares acopladas 
  ordem interna e  calor 
 Degradação de macromoléculas 
 Energia: 
 Plantas  radiação solar 
 Animais  ligações químicas covalentes moléculas orgânicas 
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Energia, fotossíntese e compostos 
orgânicos 
 Seres fotossintetizantes 
 Fotossíntese  captura energia solar  síntese 
moléculas orgânicas 
 Energia eletromagnética transformada em ligações químicas 
de alta energia 
 Parte da energia é sempre perdida em calor 
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 Reações da fotossíntese – 2 estágios 
 1) reações fotoativadas (fase clara) 
 Síntese ATP e NADH 
 2) reações fixação do carbono (fase escura) 
 Macromoléculas 
 Energia + CO2 + H2O→ açúcar + O2 
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Energia química passa de plantas a 
animais 
 Animais 
 Obtenção de Energia de moléculas orgânicas 
 Consumo de plantas e outros animais 
Fotossíntese Respiração 
Energia 
solar 
Energia útil de 
ligações 
químicas 
Açúcar e outras 
moléculas 
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Oxidação de 
moléculas biológicas 
 Células vivas 
 Obtenção de energia de 
moléculas orgânicas 
 produção de CO2 e H2O 
 Reações de Transferência de 
elétrons 
 Oxidação  perda de elétrons 
 Redução  ganho de elétrons 
 Ligações químicas  
compartilhamento de elétrons 
 Conversão de C e H em moléculas 
orgânicas 
 Estado reduzido até CO2 e H2O 
(oxidados) 
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Energia armazenada nas ligações 
químicas 
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Reações celulares catalisadas por 
enzimas 
 Energia de ativação 
 Necessária para iniciar reações 
de compostos relativamente 
estáveis para estados mais 
estáveis 
 Enzimas 
 Proteínas catalisadoras altamente 
específicas 
 Aceleram reações 
 Se ligam ao substrato específico 
 Reduzem energia de ativação 
 Rearranjo de ligações químicas 
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Enzimas catalisadores biológicos 
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Formação de ATP 
 Reações acopladas 
 redirecionamento da energia 
 Enzimas – direcionam reações 
 Produção de ATP  estoque de E p/ outras reações 
 ATP  carreador de energia química 
 Hidrólise do ATP 
 Catalisado por enzimas 
 Acoplada a reações energeticamente desfavoráveis 
 Várias funções 
 Transporte ativo, síntese macromoléculas, produção enzimas, 
informação genética 
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Moléculas 
alimento 
Moléculas 
necessárias a célula 
Moléculas 
disponíveis na célula 
ANABOLISMO CATABOLISMO 
MOLÉCULA 
OXIDADA 
Reação 
energeticamen
te favorável 
Reação 
energeticamente 
desfavorável 
ENERGIA ENERGIA 
CARREADOR DE MOLÉCULA ATIVADO 
ENERGIA 
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Energia 
solar ou 
alimento 
Energia 
disponível para 
trabalho e 
síntese 
Reações de fosforilação: ativam substratos, facilitam troca de E química 
e ajudam no controle de sinalização celular. 
Degradação das 
moléculas 
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 Moléculas orgânicas 
 Proteínas, lipídios, polissacarídeos 
 Conversão dos átomos de 
carbono e hidrogênio em piruvato 
 Mitocôndria 
 Piruvato  glicólise, oxidação 
ácidos graxos  convertido em 
acetil coenzima A (acetil CoA) 
 Degradação acetil CoA  CO2 e 
H2O 
 Ciclo do ácido cítrico e 
fosforilação oxidativa 
 
Oxidação das moléculas 
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 Glicólise 
 Condições anaeróbicas - tecido muscular, organismos 
anaeróbios 
 Fonte principal de ATP 
 Produção de etanol ou lactato 
 Produtos da glicólise 
 Piruvato  acetil CoA 
 Condições aeróbicas  Mitocôndria  ciclo do ácido 
cítrico (Krebs)  fosforilação oxidativa 
 NADH  carreador de elétrons  adição de H+ e 2 
elétrons  ligações de alta energia 
 
GLICÓLISE 
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NADH E FADH – doadores de elétrons 
2 elétrons de alta 
energia da oxidação da 
glicose 
Doação de 2 elétrons 
para cadeia 
transportadora de 
elétrons na membrana 
interna 
Isômero instável 
Doação de 
elétrons 
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Ciclo de Krebs 
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 Ciclo do ácido cítrico ou ácido tricarboxílico 
 Oxidação do grupo acetil 
 Reações em ciclo 
 Oxaloacetato + acetil CoA – ácido tricarboxílico 
 Reações enzimáticas acopladas 
 Produz CO2, ATP, NADH, FADH 
 Estoque de elétrons 
 Energia nas ligações covalentes (descarboxilações) 
Ciclo de Krebs 
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Oxidação dos grupos 
acetil que no início 
se liga ao 
oxaloacetato pra 
formar o ácido 
tricarboxílico 
 
2 carbonos são 
oxidados a CO2 
 
Produção de NADH E 
FADH – energia 
estocada em elétrons 
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Alta energia na forma de ligações 
fosfato 
Alta energia na forma de elétrons de alta energia 
Fosforilação oxidativa 
Processos de conversão de energia na 
membrana 
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Reações de condensação e hidrólise 
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Síntese de polissacarídeos 
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Energia de hidrólise do ATP para 
condensação de monossacarídeos 
Síntese de ácidos nucléicos 
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São reações 
acopladas 
catalisadas por 
enzimas altamente 
específicas 
 
Utilizam a hidrólise 
do ATP pra 
condensação de 
monômeros 
Ligações peptídicas 
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Energia da hidrólise do 
nucleosídeo trifosfato