05 Bioenergetica 2016 2 (1)

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Os três estágios do metabolismo celular que vão do alimento ao produto de refugo, em células animais
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Análise termodinâmica simplificada de uma célula viva
Mar de matéria
Célula
Aumento de desordem
Aumento de ordem
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ATP na bioenergética celular
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ATP – Trifosfato de adenosina
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Figure 2-27 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
ATP – carreador de energia na célula
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Figure 2-58 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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GLICÓLISE
Inicia o metabolismo da glicose
Produz duas moléculas de piruvato
Síntese de ATP ao nível do substrato
Não usa O2
RESPIRAÇÃO CELULAR
Utiliza O2 – aeróbia
Síntese de ATP em grande quantidade
FERMENTAÇÃO
Não utiliza O2 – anaeróbia
Converte piruvato em ácido láctico (láctica) ou em álcool etílico (alcoólica)
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Processos mitocondriais
Processos citoplasmáticos
Processos citoplasmáticos
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Papel do NAD nas reações redox
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Glicólise
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 Ocorre no citoplasma
 Etapa comum aos organismos aeróbios e anaeróbios
 Quebra de glicose em 2 moléculas de piruvato
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1ª ETAPA DA VIA GLICOLÍTICA 1. Consumo de ATP (2) 2. Formação de gliceraldeído 3-fosfato (2)
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2ª ETAPA DA VIA GLICOLÍTICA 1. Redução de NAD (2). 2. Formação de ATP (4). Fosforilação ao nível do substrato (transferência enzimática de um grupo fosfato de um intermediário metabólico para o ADP).
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Estrutura e processos mitocondriais
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Figure 14-8 (part 1 of 2) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Matriz
Membrana interna
Membrana externa
Espaço intermembranas
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Oxidação do piruvato
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DO PIRUVATO 
 Ocorre na matriz mitocondrial
 Conversão do piruvato em acetil-CoA: 
Ciclo do Ácido Cítrico 
ou Ciclo de Krebs
(Coenzima A)
(Acetil CoA)
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DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DO PIRUVATO
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Figure 2-62 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 2-79 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Produtos da OXIDAÇÃO DO PIRUVATO:
 2 Acetil - CoA
 2 NADH
 2 CO2
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Figure 2-80 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Vias de produção de acetil-CoA a partir de açúcares e gorduras
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Figure 2-78 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
As gorduras estocadas são mobilizadas para a produção de energia nos animais
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Figure 2-81b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Oxidação dos ácidos graxos a acetil-CoA, nas mitocôndrias
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Figure 2-81a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Micrografia eletrônica de uma gotícula de gordura no citoplasma
Estrutura das gorduras - triacilgliceróis
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Ciclo de Krebs
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 2-83a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 2-83b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Fig 2-82 - Resultado líquido: cada volta do ciclo produz três NADH, um GTP (ATP) e um FADH2, e libera duas moléculas de CO2
(Obs: cada molécula de glicose proporciona DUAS voltas do ciclo)
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Produtos do CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO por molécula de glicose:
 6 NADH
 2 FADH2
 2 GTP (ATP)
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Produtos totais:
 10 NADH: 2 da glicólise, 2 da decarbox. oxidativa
e 6 do ciclo de Krebs
 2 FADH2 do ciclo de Krebs
 4 ATPs: 2 da glicólise, 2 do ciclo de Krebs
 6 CO2
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DESTINOS CATABÓLICOS POSSÍVEIS DO PIRUVATO
Fermentação
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Láctica
Alcoólica
Piruvato
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Síntese de ATP e 
rendimento da respiração
Cadeia respiratória
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
 Ocorre na membrana mitocondrial interna
 Transferência de elétrons dos NADH e do FADH2 através da cadeia transportadora de elétrons
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Acoplamento quimiosmótico
e
Fosforilação oxidativa
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 14-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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Figure 2-27 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
A formação de ATP a partir de ADP e de fosfato inorgânico requer energia, sendo acoplada à oxidação dos alimentos, que libera energia (nas células animais, nos fungos e em algumas bactérias), ou então à captura de energia da luz (nas plantas e em alguma bactérias). 
Energia da luz solar ou dos alimentos
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Estrutura da FoF1 ATP-sintase
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Funcionamento da ATPsintase
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Fig 14-19 A ATP-sintase é uma máquina acopladora reversível que pode converter a energia do gradiente eletroquímico de prótons em energia de ligações químicas, ou vice-versa.
A ATP-sintase pode tanto sintetizar ATP, recolhendo a energia da força próton-motriz (A), quanto bombear prótons contra o seu gradiente eletroquímico, pela hidrólise de ATP (B). 
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Produtos da FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
36 ou 38 ATP
 28 ou 30 ATP
10 NADH: 2 glicólise, 2 descarb. piruvato e 6 ciclo de Krebs
4 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs
4 ATP ao nível do substrato
2 da glicólise e 2 do ciclo de Krebs
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Efeito desacoplador da termogenina
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