9 metabolismo celular

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METABOLISMO CELULAR
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METABOLISMO CELULAR
É o conjunto de processos de transformação de substâncias que constituem a dinâmica da vida
ANABOLISMO 
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CATABOLISMO
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METABOLISMO
CATABOLISMO = PROCESSO DE DEGRADAÇÃO DE SUBSTRATO E CONVERSÃO EM ENERGIA
ANABOLISMO = SÍNTESE DE CONSTITUINTES CELULARES (PAREDE, PROTEINAS, ÁCIDOS NUCLEICOS, ÁCIDOS GRAXOS, ....)
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METABOLISMO CELULAR
A bioquímica estuda o metabolismo sob dois aspectos:
Segundo o tipo de transformação
Catabolismo = degradação
Anabolismo = síntese
Segundo o objetivo da via metabólica
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METABOLISMO CELULAR
Segundo o objetivo da via metabólica
Metabolismo energético = produção de energia
Promove a formação de energia para as funções vitais. Metabolismo plástico = síntese de biomoléculas
Mantém o suporte estrutural
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Catabolismo = degradação
Processo que implicam na destruição ou degradação de biomoléculas para produção de energia
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Catabolismo = degradação
Caracteristicas: 
	1)são oxidativos; 
	2) são catalizados por processo multienzimáticos; 
	3) o produto são moleculas de baixo peso molecular
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Catabolismo É dividido em três etapas:
Hidrólise - Digestão
Oxidação parcial
Oxidação total 
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Anabolismo = síntese
Processo que constitui na síntese de uma molécula a partir de outra
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ANABOLISMO
Características:
São processos que consomem energia
Produtos do processo catabólico podem ser utilizados como matéria-prima
são processo endotermicos
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ADP: difosfato de adenosina
ATP: trifosfato de adenosina, um nucleotídeo formado por uma base nitrogenada- a adenina, um açúcar - a ribose e três moléculas de ácido fosfórico. Função: armazenar energia 
GLOSSÁRIO
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NAD: nicotinamida-adenina dinucleotídeo
 Função: transportador hidrogênio 
NADH: nicotinamida-adenina dinucleotídeo
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FAD: flavina-adenina dinucleotídeo
Função: transportador hidrogênio
FADH: flavina-adenina dinucleotídeo
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	ENERGIA CELULAR:
Biossíntese das partes estruturais da célula, tais como paredes celulares, membrana ou apêndices externos;
Síntese de enzimas, ácidos nucleicos, polissacarídeos, fosfolipídeos e outros componentes químicos da célula;
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	ENERGIA CELULAR:
3. Reparo de danos e manutenção da célula em boas condições;
4. Crescimento e multiplicação;
5. Armazenamento de nutrientes e excreção de produtos de escória;
6. Motilidade
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ENERGIA DA CÉLULA
Obtida através da quebra de moléculas orgânicas
Armazenada na forma de ATP
Utilizada na síntese de moléculas ou outras funções celulares
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TIPOS DE RESPIRAÇÃO
AERÓBIA = O aceptor final de proton na cadeia respiratória é oxigênio 
ANAERÓBIA = O aceptor final de proton na cadeia respiratória é outra molécula que não O2
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RESPIRAÇÃO
FERMENTAÇÃO
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RESPIRAÇÃO ANAERÓBIA
Também chamada de fermentação (quebra parcial da glicose na ausência de O2)
Ocorre, por exemplo, em organismos unicelulares: Fermentação láctica; Fermentação alcoólica (Vinho, cerveja, aguardente), Fermentação acética (Vinagre)
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Produtos de Fermentação
AC. LÁCTICO: Streptomyces, Lactobacilos e Bacillus
ETANOL. Saccharomyces cerevisae
ÁCIDO PROPRIÔNICO, ÁCIDO ACÉTICO: Propionobacterium
ÁCIDO BUTÍRICO, BUTANOL, ACETONA: Clostridium
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Produtos de Fermentação
ETANOL, ÁCIDO LÁCTICO, ÁCIDO SUCCINICO, ÁCIDO ACÉTICO: Escherichia, Salmonella
ÁCIDO FÓRMICO, BUTANODIONOL, ACETOINA: Enterobacter
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FERMENTAÇÃO LÁTICA
Glicose (C H O) é degradada em duas moléculas menores, com três átomos de carbono, o ácido pirúvico (C H O) glicólise
 Gera 2 moléculas de ATP
C H O 2 C H O + 2ATP
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Fermentação Láctica
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RESPIRAÇÃO AERÓBIA
Etapas
Glicólise
Ciclo de Krebs
Cadeia Respiratória
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GLICÓLISE
Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da molécula de glicose, carregando energeticamente duas moléculas de ATP, liberando duas moléculas de ácido pirúvico que serão utilizadas na próxima etapa.
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GLICÓLISE
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Ciclo de Krebs
As duas moléculas de ácido pirúvico (CHO) resultantes da glicólise, serão desidrogenadas (perdem hidrogênio) e descarboxiladas (perdem carbono) 
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Ciclo de Krebs
Os hidrogênios retirados são capturados por aceptores de hidrogênio, que podem ser o NAD 	(nicotinamida-adenina dinucleotídio) ou FAD 	(flavina-denina dinucleotídio), com a 	conseqüente formação de NADH e FADH.
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Ciclo de Krebs
O ácido pirúvico, perdendo hidrogênio e carbono, converte-se em aldeído acético.
O aldeído acético se reúne a uma substância denominada coenzima A (CoA), formando acetil-CoA
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Ciclo de Krebs
A acetil-CoA combina-se a um composto de quatro átomos de carbono, já existente na matriz mitocondrial, denominado ácido oxalacético.
Nesse momento inicia-se propriamente o ciclo de Krebs. 
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Ciclo de Krebs
A coenzima A apenas ajuda o aldeído acético a se ligar ao ácido oxalacético, e não permanece no ciclo. 
Forma-se um composto de seis átomos de carbono, que é o ácido cítrico. 
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Ciclo de Krebs
O ácido cítrico possui três carboxilas (-COOH); dessa forma o ciclo de Krebs é também conhecido como ciclo do ácido cítrico, ou seja, do ácido tricarboxílico. 
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Ciclo de Krebs
O ácido cítrico sofre descarboxilações e desidrogenações, resultando em vários compostos intermediários. 
No final do processo, o ácido oxalacético é regenerado e devolvido à matriz mitocondrial. 
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Ciclo de Krebs
Nesse processo, cada acetil-CoA degradada libera três moléculas de NADH e uma molécula de FADH, duas moléculas de CO, que são expedidas para o meio, e uma molécula de ATP.
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CICLO DE KREBS
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As moléculas de hidrogênio retiradas da glicose pelas moléculas de NAD e FAD, produzindo NADH e FADH,durante a glicólise e o ciclo de Krebs, serão transportadas até o oxigênio, formando moléculas de água, liberando energia para a produção de ATP.
CADEIA RESPIRATÓRIA
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Na cadeia respiratória, as moléculas de NAD e FAD funcionam como transportadoras de hidrogênio.
A combinação de hidrogênio com oxigênio não se realiza de forma direta.
CADEIA RESPIRATÓRIA
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Existem então, proteínas intermediárias denominadas citocromos, que permitem a liberação gradativa de energia. As proteínas citocromos têm o papel de transportar os elétrons dos hidrogênios gradativamente.
CADEIA RESPIRATÓRIA
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Os hidrogênios liberam energia, utilizada na fosforilação (formação de ATP a partir de ADP+P). Depois de descarregados, já no final da cadeia respiratória, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando água .
Por ocorrer na presença do oxigênio, a fosforilação é denominada oxidativa. 
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CADEIA RESPIRATÓRIA
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SALDO ENERGÉTICO
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SALDO ENERGÉTICO
RESPIRAÇÃO AERÓBIA
 C H O 6CO2 + 6H2O+ 38ATP
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Conversão da energia luminosa em energia química, a qual é então utilizada para a conversão do CO2 da atmosfera em compostos de carbono reduzidos, especialmente açúcares. Neste processo, os elétrons são obtidos a partir dos átomos de hidrogênio da água. 
FOTOSSÍNTESE
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A fotossíntese pode ser dividida em duas etapas: fase clara e fase escura.
Na fase clara, a energia luminosa é utilizada
na conversão de ADP a ATP e na redução de NADP a NADPH. Há ainda a fase escura, os elétrons são utilizados, juntamente com o ATP, para reduzir o CO2 a compostos orgânicos.
FOTOSSÍNTESE
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Reações luminosas:
Correspondem à Fotofosforilação, onde a energia luminosa é absorvida pelos pigmentos (bacterioclorofila), excitando os elétrons, que passam para a primeira de uma série de moléculas transportadoras, semelhante à cadeia de transporte de elétrons. 
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A fotofosforilação pode ser de dois tipos: cíclica e acíclica. 
No processo cíclico, o elétron retorna à clorofila, enquanto na acíclica, processo mais comum, os elétrons liberados não retornam à clorofila, sendo incorporados ao NADPH. 
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Os elétrons perdidos são substituídos por outros, provenientes da água ou outro composto oxidável, tal como H2S. 
Há a passagem de prótons pela membrana, com a conversão de ADP em ATP.
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FOTOSSINTESE
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Quanto há a absorção dos quanta pela bacterioclorofila, a molécula se excita, perdendo um elétron, tornando-se um agente oxidante potente. O elétron é transferido num processo semelhante a CTE (Ferredoxina – ubiquinona – cit.b – cit.f) e retorna à bacterioclorofila. Entre b e f há a produção de ATP. 
FOSFORILAÇÃO CICLICA
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Há dois sistemas de pigmentos que também perdem elétrons, passam por um processo semelhante à CTE, mas o elétron é usado para reduzir o NADP a NADH.
Reações escuras: não requerem a luz para que ocorram e incluem o ciclo de Calvin-Benson, onde o CO2 é fixado.
FOSFORILAÇÃO ACICLICA
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FOTOAUTOTRÓFICOS:
Utilização de compostos inorgânicos como doadores: Ocorre nos quimiolitotróficos, sendo as fontes o H2S, H2 e NH3. Os processos são similares à respiração aeróbia. A fonte de carbono é geralmente o CO2.
Outros tipos metabólicos
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QUIMIOLITOTRÓFICOS:
O CO2 é reduzido a gliceraldeído 3P (fixação), que será metabolizado via o ciclo de Calvin. A energia para a realização destes processos advém da oxidação de compostos inorgânicos (H2, NH4, NO3).
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QUIMIOLITOTRÓFICOS:
As bactérias púrpuras e verdes usam a luz para produzir ATP; produzem NADPH a partir da oxidação de H2S ou compostos orgânicos (fotossíntese anoxigênica).
 As algas e cianobactérias geralmente obtém o NADPH pela hidrólise da água, sendo um evento mediado pela luz (oxigênica
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PROCESSOS BIOSSINTÉTICOS: aqueles nos quais os constituintes químicos complexos de uma célula são construídos.
As vias biossintéticas começam com a síntese das unidades estruturais necessárias para a produção de substâncias mais complexas;
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As unidades estruturais são então ativadas, usualmente com a energia das moléculas de ATP. Essa energia é necessária para estabelecer as ligações covalentes que subsequentemente irão ligar as unidades estruturais.
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As unidades estruturais ativadas são unidas uma à outra para formar substâncias complexas que se tornam parte estrutural ou funcional da célula.
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BIOSSÍNTESE DE COMPOSTOS NITROGENADOS
Biossíntese de aminoácidos e proteínas
Biossíntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos
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BIOSSÍNTESE DE LIPÍDEOS
Biossíntese de ácidos graxos de cadeia longa
Biossíntese de fosfolipídeos
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BIOSSÍNTESE DE CARBOIDRATOS
Biossíntese de peptideoglicano de parede celular