2 Aula 2 Biologia Celular Transporte Membrana

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UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
UNIVERSO – 2/2016
“BIOLOGIA CELULAR”
Prof. Maurício Alves
E-mail: malves.bio@hotmail.com
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AULA – 02
01SET2016
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Origem das Células
A questão da origem das células está diretamente relacionado com a origem da vida em nosso planeta.
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Admite-se que as primeiras células que surgiram na terra foram as Procariontes.
Isso deve ter ocorrido há 3,5 bilhões de anos, no começo do Período Pré-cambriano.
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PROCARONTES
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Naquela época a atmosfera provavelmente continha vapor de água, amônia, metano, hidrogênio, sulfeto de hidrogênio e gás carbônico. 
O Oxigênio livre só apareceu depois, graças à Atividade Fotossintética das Células Autotróficas.
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Antes de surgir a primeira célula teriam existido grandes Massas Líquidas, ricas em substâncias de composição muito simples. 
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Estas substâncias, sob a ação do calor e radiação ultravioleta vinda do Sol e de descargas elétricas oriundas de tempestades frequentes, combinaram-se quimicamente para constituírem os primeiros compostos contendo Carbono.
Substâncias relativamente complexas teriam aparecido espontaneamente.
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SER CARBONO
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Stanley Miller realizou em 1953 experimentos fundamentais que corroboraram essa possibilidade.
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Esta etapa de evolução química foi, provavelmente, precedida de outra na qual se formaram as Proteínas pela Polimerização dos Aminoácidos. 
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Essa etapa posterior provavelmente teve lugar em meios aquosos onde as moléculas orgânicas se concentravam para formar uma espécie de “Sopa Primordial”. 
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Nela (Sopa Primordial) foram favorecidas as interações e onde se formaram complexos maiores denominados Coacervados ou Proteinóides, com uma membrana externa envolvendo um fluido no interior (Micelas).
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Posteriormente originou-se o Código Genético, talvez primeiro como RNA, e em seguida o DNA e as diversas moléculas que participaram na Síntese de Proteínas e na Replicação, produzindo células capazes de se Auto-perpetuarem.
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É razoável supor-se que a primeira célula a surgir foi precedida por agregados de Micelas que apresentavam apenas algumas das características hoje consideradas peculiares dos seres vivos (Metabolismo, Crescimento e Reprodução). 
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Isto é a primeira célula era das mais simples, porém mesmo uma célula desse tipo é ainda complexa demais para admitir-se que ela tenha surgido ao acaso, já pronta e funcionando.
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É possível que não havendo Oxigênio na atmosfera, os primeiros Procariontes foram Heterotróficos e Anaeróbicos. 
Posteriormente surgiram os Procariontes Autotróficos, tais como: Algas Azul-esverdeadas que contém pigmentos fotossintéticos. 
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Através da fotossíntese se produziu o Oxigênio da atmosfera e este permitiu o surgimento de organismos aeróbicos a partir dos quais recém originaram-se os Eucariontes. 
Até aquele momento a vida só estava presente na água, porém , finalmente, as plantas e os animais colonizaram a Terra.
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PRESUME-SE!?
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Há 3 (três) teorias para explicar o fato do aperfeiçoamento das Células Procariontes Autotróficas iniciais.
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Teoria da Invaginação da Membrana Plasmática.
Por Mutação Genética, alguns Procariontes teriam passado a sintetizar novos tipos de proteínas, e isso levaria ao desenvolvimento de um complexo sistema de membranas, que, invaginando-se da membrana plasmática, teria dado origem às diversas organelas delimitadas por membranas. 
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2. Teoria da Simbiose de Procariontes.
Segundo esta teoria, alguns Procariontes passaram a viver no interior de outros, criando células mais complexas e mais eficientes. 
Vários dados apóiam a suposição de que as mitocôndrias e os cloroplastos surgiram por esse processo. Demonstrou-se, por exemplo, que tais organelas contêm DNA, e que esse DNA contém informação genética que se transmite de uma célula a outra, de um modo comparável à informação contida no DNA dos Cromosomas Nucleares. 
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3. Teoria Mista.
É possível que as organelas que não contêm DNA, como o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi se tenham formado a partir de invaginações da membrana celular, enquanto as organelas com DNA (mitocôndrias, cloroplastos) apareceram por simbiose entre procariontes.
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As primeiras células vivas provavelmente surgiram na terra por volta de 3,5 bilhões de anos por reações espontâneas entre moléculas que estavam longe do equilíbrio químico.
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CÉLULAS E SUAS ESTRUTURAS 
FUNCIONAIS.
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ORGANELAS CELULARES
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As Organelas Celulares são estruturas mergulhadas no Citosol, encontradas no Citoplasma das Células Eucariontes.
 Estas estruturas desempenham funções distintas que, em sua totalidade, produzem as características de vida associadas às células. 
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Organela é a nomenclatura convencionada para as estruturas celulares delimitadas por membranas. Nesse sentido, as Células Procariontes não possuem Organelas.
  As estruturas presentes em toda Célula Procarionte é a Membrana Citoplasmática, os Ribossomos, o DNA e outras macromoléculas como o RNA e as Proteínas
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Em uma Célula Animal Eucariótica existem três componentes básicos, a saber: 
I - Membrana Plasmática (Plasmalema, Membrana Celular ou Citoplasmática); 
II – Citoplasma; e 
III - Material Genético (DNA). 
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CITOESQUELETO:
Possuem Filamentos Proteicos, como Microtúbulos, responsáveis por dar forma à célula. 
Além disso, participa do transporte de substâncias.
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RIBOSSOMOS:
São formados a partir do RNA Ribossômico e são responsáveis pela produção de proteínas. 
Os Ribossomos podem ser encontrados aderidos a paredes do Retículo Endoplasmático Rugoso, ou livres.
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Ribossomos são estruturas Citoplasmáticas Granulares, que, quando se apresentam aderidas ao Retículo Endoplasmático da célula (o que acontece na maioria dos casos), recebem a denominação de:
 
 Retículo Endoplasmático Granular, ou
 Retículo Endoplasmático Rugoso.
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Essas estruturas são responsáveis pela Síntese Proteica da célula. 
São os Ribossomos quem cuidam de todo o processo de produção da Proteína dentro do Citoplasma da célula.
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER):
É responsável pela Síntese Proteica. (por apresentar Ribossomos ligados à sua membrana externa). 
Porém a maioria das proteínas será secretada. 
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL):
Dentre as várias funções deste Retículo, destaca-se a Síntese de Lipídeos como Fosfolipídios, Óleos e Esteróides incluindo os Hormônios Sexuais: 
Estrogênio, e
Testosterona.
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COMPLEXO DE GOLGI:
É a organela responsável pela Secreção Celular.
Localiza-se próximo ao Núcleo celular e é formado por Sáculos Achatados e Vesículas. 
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Também conhecido como Aparelho de Golgi ou Dictiossomo, é uma organela citoplasmática, constituída por vesículas com formato de sacos achatados, que está presente nas Células Eucarióticas.
Tem por funções:
Armazenamento, transformação e empacotamento de substâncias que são produzidas na Síntese Celular.
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Processamento:
Ao serem aderidas pelo citoesqueleto, as vesículas são movidas no interior da célula até a região de base da membrana plasmática, daí irá se difundir à membrana da célula e eliminará um conteúdo para o meio externo à célula.
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O Muco é uma das substâncias processadas e eliminadas pelo Aparelho de Golgi. Ela tem papel de lubrificante e age no interior do nosso corpo. 
Assim, o Aparelho de Golgi está, principalmente, relacionado ao processo de Secreção Celular.
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As Enzimas digestivas do pâncreas também são processadas pelo Complexo de Golgi, elas são produzidas no Retículo Endoplasmático Rugoso e depois são levadas até o Aparelho de Golgi, sendo ali empacotadas e, após isso, acumuladas em um dos polos da Célula Pancreática.
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O Aparelho de Golgi também é responsável por dar origem aos Lisossomos, encontrados na maior parte das Células Eucariontes.
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LISOSSOMOS:
Originários do Aparelho de Golgi, os Lisossomos são bolsas membranosas que contêm Enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas. 
Estas organelas são as responsáveis pela 
Digestão Intracelular e a sua produção excessiva pode destruir uma célula por autodigestão.
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MITOCÔNDRIAS:
Encontradas em quase todas as células eucariotas, incluindo animais, plantas, fungos e a maioria dos protistas. Assim como os cloroplastos, estas organelas possuem material genético próprio. 
A função das mitocôndrias é Produzir Energia (ATP) a partir de processos metabólicos.
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CLOROPLASTOS:
Organelas presentes em células de plantas (e em alguns organismos fotossintetizantes), os Cloroplastos são responsáveis pela produção fotossintética dos carboidratos.
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PEROXISSOMOS:
São bolsas membranosas que contêm alguns tipos de Enzimas Digestivas que, degradam Gorduras e Aminoácidos.
Possuem grande quantidade da Enzima Catalase.
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CENTRÍOLOS:
Atuam no processo de divisão celular e também estão ligados à organização do Citoesqueleto e aos movimentos de flagelos e cílios.
Não são envolvidos por membrana, 
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 A MEMBRANA PLASMÁTICA 
I - Generalidades: 
Está presente em todas as células. É responsável pela proteção e pela seletividade da célula. 
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II - Funções: 
a) Individualidade a cada célula; 
b) Forma ambientes únicos e especializados; 
c) Troca de informações com o meio; 
d) Movimento; 
e) Reconhecimento celular; 
f) Aderência celular; 
g) Permeabilidade seletiva; etc. 
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III – Organização
Constituição lipoproteica: (lipídeos e proteínas presentes na membrana celular).
Principais 	lipídios encontrados: 
- Fosfolipídios: barreira de entrada na célula.
- Colesterol: dá fluidez à membrana.
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Os lipídios são substâncias insolúveis em água cujos principais representantes são as gorduras e os óleos. Eles podem ser encontrados nos mais variados alimentos, como leite e derivados, gema de ovo, carnes, óleos vegetais etc.
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Proteínas: fundamental na formação de poros para a passagem de moléculas de água; transporte de substancia para dentro ou fora da célula; reconhecimento de certas substancias do meio ou outras células. Ex.: receptores hormonais.
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Proteínas são macromoléculas biológicas constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos. 
Estão presentes em todos os seres vivos e participam em, praticamente, todos os processos celulares.
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Funções no organismo: 
Replicação ADN; 
Resposta a estímulos; 
Transporte de moléculas; etc.
 
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As proteínas têm também funções estruturais ou mecânicas, como é o caso da actina e da miosina nos músculos e das proteínas no Citoesqueleto, as quais formam um sistema de andaimes que mantém a forma celular.
 
Outras proteínas são importantes na sinalização, na resposta imunológica e no ciclo celular.
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O Citoesqueleto é responsável por manter a forma da célula e as junções celulares, auxiliando nos movimentos celulares.
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IV - Envoltórios Externos a Membrana Plasmática: 
a) Glicocálix: parede celular presente em células bacterianas, fungos, certos protozoários, algas e plantas.
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É a primeira estrutura que encontramos, sem precisar penetrar na célula, conhecida como Glicocalix. 
Ele pode ser comparado a uma "malha de lã", que protege a célula das agressões físicas e químicas do meio externo. Mas também mantém um microambiente adequado ao redor de cada célula, pois retém nutrientes e enzimas importantes para a célula. 
O Glicocalix é formado, basicamente, por carboidratos e está presente na maioria das células animais.
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b) Parede Celulósica: é um envoltório relativamente espesso e semirrígido, presente em células de plantas e de algas. 
É constituída por longas e resistentes microfibrílas (isto é, fibras microscópicas) de celulose, as quais se mantém unidas por um "cimento" de glicoproteínas e polissacarídeos. 
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Os componentes da parede celulósica são fabricados no citoplasma e expelidos para fora da célula, depositando-se na superfície externa da membrana plasmática.
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A Membrana Plasmática possui espessura entre 6 a 9 nm, só visível ao ME, são flexíveis e fluidas. 
Ela é o envoltório celular. Regula a entrada e saída de substâncias e impede que o conteúdo celular se derrame para o exterior.
 
Ela se apresenta ao ME com duas camadas escuras, mais densas, separadas por uma camada mais clara, menos densa. 
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ESPECIALIZAÇÕES 
DA 
MEMBRANA PLASMÁTICA
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Especificações são modificações morfológicas na Membrana Plasmática que se desenvolveram para atender diferentes necessidades celulares.
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1 – Microvilosidades: são minúsculas expansões em forma de dedos na superfície da célula que se projetam para o meio extracelular quando se torna necessário ampliar a área de absorção da célula. São numerosíssimas nas células epiteliais de revestimento da mucosa intestinal.
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2 – Desmossomos: são destinados à maior fixação de uma célula às suas vizinhas. Cada desmossomo compreende duas metades, cada um pertencente a uma célula. 
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3 – Interdigitações: representam um recurso para proporcionar a melhor ligação das células entre si em um determinado tecido. A superfície celular descreve saliências e reentrâncias que se encaixam perfeitamente nas das células vizinhas. 
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4 – Plasmodesmos: compreendem pontes de continuidade do citoplasma entre células vizinhas, graças a diminutas interrupções nas membranas de separação entre tais células. 
(São exclusivos das células vegetais). 
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TRANSPORTE ATRAVÉS 
DA 
MEMBRANA PLASMÁTICA
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São Processos de troca entre a célula e o meio externo. Podem ser agrupados em três categorias:
 
I - Processos passivos – igualar a concentração da célula com a do meio:
 
Difusão Simples 
Difusão Facilitada 
Osmose 
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II - Processos ativos – mantém a diferença de concentração.
Bomba de Sódio e Potássio.
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A bomba de sódio e potássio é a responsável pelo transporte ativo e contínuo de íons sódio e potássio e está diretamente ligada aos processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos, além de facilitar a penetração de aminoácidos e açúcares. 
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A manutenção da concentração de potássio no meio intracelular é importante para a síntese de proteína e respiração. O bombeamento de sódio para fora da célula permite a manutenção do equilíbrio osmótico. 
Através deste transporte, ocorre a estabilidade do volume celular e a concentração de água no meio intracelular.
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III – Processo em Bloco: 
Endocitoses
Exocitoses
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ENDOCITOSE
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A membrana celular é uma estrutura semipermeável, ou seja, com permeabilidade seletiva. Essa característica permite que a célula troque substâncias como o meio extracelular, como glicose, aminoácido, oxigênio, gás carbônico, amônia, sais minerais e água. 
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Essa troca de substâncias é de fundamental importância para a célula, tendo em vista que ela absorve, produz, consome e elimina inúmeras substâncias em seu metabolismo.
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O transporte através da membrana pode ocorrer de duas formas: 
I - Transporte Passivo; e 
II - Transporte Ativo.
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TRANSPORTE PASSIVO
Esse tipo de transporte ocorre sem gasto de energia (ATP).
As moléculas são deslocadas sempre à favor do seu gradiente de concentração.
Tipos: difusão simples, difusão facilitada, osmose.
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Algumas células realizam processos que permitem a entrada de partículas, sejam estas sólidas ou líquidas, do meio externo para o interior da célula, com função alimentar ou de defesa. 
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Genericamente chamados de Endocitose, esses processos ocorrem, de modo geral, em células constituintes de organismos
unicelulares em meio aquoso. No entanto, algumas células de organismo multicelulares também realizam esses processos, com a função de defesa. 
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A Endocitose pode acontecer de duas formas:
 
Fagocitose, ou
Pinocitose. 
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A fagocitose é um processo realizado pela célula para englobar partículas sólidas e enviá-las ao seu interior, sendo um mecanismo muito importante que protege o nosso organismo da invasão de agentes causadores de doenças.
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Na fagocitose, a célula produz os Pseudópodes (expansões da membrana plasmática) que envolvem e englobam as partículas, levando-as para o seu interior.
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APOPTOSE – O suicídio celular
Não é apenas através da fagocitose que uma célula se alimenta: existe a “digestão intracelular autofágica”, que ocorre quando a célula digere seu próprio material, como organelas velhas em processo de degeneração. 
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Esta digestão é relacionada a um mecanismo das células eucarióticas denominado apoptose (ou suicídio celular).
A apoptose é a morte programada de uma célula que ocorre normalmente, sendo essencial ao desenvolvimento e funcionamento de vários tecidos.
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Nos seres vivos o combustível mais utilizado é a glicose, substância altamente energética cuja quebra no interior das células libera a energia armazenada nas ligações químicas e produz resíduos, entre eles gás carbônico e água.
A GLICOSE E O METABOLISMO
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A energia liberada é utilizada na execução de atividades metabólicas: síntese de diversas substâncias, eliminação de resíduos tóxicos produzidos pelas células, geração de atividade elétrica nas células nervosas, circulação do sangue etc.
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O conjunto de reações químicas e de transformações de energia, incluindo a síntese (anabolismo) e a degradação de moléculas (catabolismo), constituí o: METABOLISMO.
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Toda vez que o metabolismo servir para a construção de novas moléculas que tenha uma finalidade biológica, falamos em anabolismo. 
Por exemplo: a realização de exercícios que conduzem a um aumento da massa muscular de uma pessoa envolve a síntese de proteínas nas células musculares.
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Por outro lado, a decomposição de substâncias, que ocorre, por exemplo, no processo de respiração celular, com a liberação de energia para a realização das atividades celulares, constituí uma modalidade de metabolismo conhecida como catabolismo.
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Associe anabolismo a síntese e catabolismo a decomposição de substâncias. 
De modo geral essas duas modalidades ocorrem juntas.
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Cada vez que ocorre a desmontagem da molécula de glicose, a energia não é simplesmente liberada para o meio. A energia é transferida para outras moléculas (chamadas de ATP - Adenosina Trifosfato), que servirão de reservatórios temporários de energia, “bateriazinhas” que poderão liberar “pílulas” de energia nos locais onde estiverem*.
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No citoplasma das células é comum a existência de uma substância solúvel conhecida como Adenosina Difosfato, (ADP).
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A estrutura do ATP
 O ATP é um composto derivado de nucleotídeo em que a adenina é a base e o açúcar é a ribose. 
O conjunto adenina mais ribose é chamado de adenosina. 
A união de adenosina com três radicais fosfato leva ao composto Adenosina Trifosfato (ATP). 
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OBRIGADO !
O MILAGRE DA VIDA!