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ROTEIRO: CARBOIDRATOS, GLICÓLISE, DESTINOS DO PIRUVATO, CICLO DE KREBS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 1. Sabe-se que metabolismo são as reações químicas que acontecem a todo o momento nos organismos vivos. Comente sobre anabolismo, catabolismo e as vias metabólicas. R: Anabolismo refere-se ao armazenamento de energia e biossíntese. O catabolismo à liberação de energia e degradação de compostos. E as vias metabólicas são sequências de reações que levam a um determinado objetivo, são ramificadas e interligadas, além de reguladas. 2. Fale brevemente sobre: carboidratos, lipídeos e proteínas. Quando é necessária a degradação de cada composto? R: Os carboidratos são moléculas constituídas por carbono, hidrogênio e oxigênio, considerados fonte primária de energia para o organismo (glicose). Os lipídios são moléculas insolúveis em água, chamadas de gorduras (estado sólido) ou óleos (estado líquido). Os lipídios são constituídos pelos ácidos graxos saturados (ligações simples entre os carbonos – mais sólidos) ou insaturados (ligações duplas entre os carbonos – mais líquidos). As proteínas são macromoléculas presentes em todos os organismos vivos, constituídas por combinações entre os 21 aminoácidos (essenciais – não são produzidos pelo organismo – e não essenciais) naturalmente presente nos alimentos. É necessária a degradação de cada composto quando há necessidade de produção de energia metabólica. 3. Sobre carboidratos, qual é a sua definição química. Cite e explique as propriedades químicas dos carboidratos. R: Podem ser quimicamente definidos como compostos que possuem vários átomos de carbono (3 ou mais) ligados a grupos hidroxila (OH) e que possuem também as funções cetona ou aldeído. 4. Como os carboidratos são classificados? O que é uma ligação glicosídica, como ela acontece? R: Os carboidratos são classificados de acordo com a quantidade de unidades de sacarídeos na sua composição ; os monossacarídeos que são os de cadeia mais simples, possuem fórmula geral de (CH2O); os dissacarídeos são duas a 10 unidades de monossacarídeos unidos por ligação glicosídica; os polissacarídeos são a união de 10 ou mais unidades de monossacarídeos. A ligação glicosídica ocorre quando é libertada uma molécula de água, sendo, uma reação de condensação. O átomo de oxigénio e um hidrogênio são libertados do carbono anomérico, enquanto que o segundo átomo de hidrogénio é libertado pelo átomo ao qual o carbono anomérico liga-se. 5. O que fazem os carboidratos serem um açúcar redutor ou não redutor? (Explique e exemplifique o que são os homopolissacarídeos e os heteropolissacarídeos). R: Os açúcares redutores possuem grupos aldeídos e cetonas livres na cadeia e são chamados redutores por atuarem como agentes redutores, isto é, que sofrem oxidação(doam elétrons). Açúcares não redutores (como a sacarose) possuem esses grupamentos interligados e tornam-se redutores a partir do momento em que sofrem hidrólise(quebra). Homopolissacarídeos: Uma molécula composta por monômeros da mesma espécie. Exemplo: celulose, composta por unidades de glicose. Heteropolissacarídeos: Uma molécula de carboidrato composta por diferentes tipos de monossacarídeos. Exemplo: peptidoglicano. 6. Quais são as duas classes dos glicoconjugados? Explique, exemplifique e dê funções. R: São as glicoproteínas e os proteoglicanos. As glicoproteínas são proteínas conjugadas que possuem como grupos prostéticos um ou vários oligossacarídeos formando uma série de unidades repetidas e ligadas covalentemente a uma proteína. Vários hormônios são glicoproteínas, por exemplo, o hormônio folículo estimulante (FSH), produzido pela hipófise anterior que estimula o desenvolvimento dos ovários na mulher e a espermatogênese no homem; Os proteoglicanos são macromoléculas presentes na matriz extracelular, constituídas pela união covalente e não-covalente de proteínas e glicosaminoglicanos (GAG). As cadeias GAG estão ligadas às proteínas por ligações N− e O−glicosídicas. A cartilagem, que é formada por uma rede de fibrilas de colágeno preenchida por proteoglicanos, pode amortecer forças compressivas porque esses poliânions são altamente hidratados e expulsam a água durante a compressão. 7. Porque não conseguimos digerir a celulose? R: O ser humano não possui a enzima capazes de metabolizar esse polímero 8. Porque a osmolaridade e o gradiente de concentração trabalham de forma mais eficiente na presença de polissacarídeos? (Use exemplos) R: Porque eles possuem muito monômeros de sacarídeos, sendo assim, muito solúveis em água, já que o efeito de soluto na osmolaridade depende do número de partículas dissolvidas. 9. Como a glicose é transportada para dentro das células? R: A glicose é transportada na maioria das células por difusão facilitada, através de proteínas transportadoras presentes na membrana plasmática. 10. Onde ocorre a glicólise? Na glicólise há duas fases: investimento e pagamento. Quanto de energia é investida e recebida nas respectivas fases? R: A glicólise ocorre no citoplasma da célula; Para que ela ocorra há um gasto inicial de energia (duas moléculas de ATP são consumidas), mas que será reposto, já que, ao final dessa primeira etapa, o resultado é a formação de duas moléculas de ácido pirúvico e 4 moléculas de ATP, havendo, portanto, um saldo energético de 2 ATP. 11. Qual a importância da transformação da dihidroxicetona-fosfatos em gliceraldeído-3-fosfato? R: A importância dessa transformação é que cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato (que posteriormente se transformará em acetil CoA para iniciar o Ciclo de Krebs). 12. Quais os produtos finais de uma molécula de glicose? R: 1 molécula de glicose = ● 4 NADH glicólise - 4x3=12 ● 6NADH ciclo Krebs - 6x3= 18 ● 2 FADH2 ciclo de Krebs – 2x2= 4 Total: 34 ● 2ATP glicólise ● 2ATP ciclo Krebs Total: 4 Total geral: 38ATP 13. Quais são os destinos do piruvato? Na sua forma anaeróbica e aeróbica. R: Oxidação a acetil-CoA (aeróbica); redução a lactato (fermentação lática - aeróbica); redução a etanol (fermentação alcoólica - anaeróbica) 14. Onde ocorre o Ciclo de Krebs? No ciclo, há um intermediário importante para a formação e iniciação do ciclo, qual é ele e porque ele é importante? R: O Ciclo de Krebs acontece na mitocôndria. Os compostos intermediários do ciclo de Krebs podem ser utilizados como precursores em vias biossintéticas; O ácido acético proveniente das vias de oxidação de glícidos, lípidos e proteínas, combinam-se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial. 15. O que é o NAD+, NADH, FADH2? Eles são convertidos em ATP em qual fase da respiração celular? Em qual proporção? R: Os elétrons ricos em energia capturados na glicólise (NADH) e no ciclo de Krebs (na forma de NADH e FADH2). Eles são convertidos para ATP. Este processo dependente de O2 ocorre na parte interna da membrana interna da mitocôndria e envolve uma série de carreadores de elétrons, conhecida como cadeia de transporte de elétrons (CTE). A proporção é uma molécula de NAD+ formando 3 ATP’s; Uma molécula de NADH forma 3 ATP’S; FADH2, estima-se que podem ser gerados dois ATPs. 16. Quais são as reações que geram NADH, FADH2 e ATP? R: Nas reações de fosforilação oxidativa 17. Qual a importância do O2 e do CO2 na respiração celular? R: O O2 é importante para obtençãode mais energia do que só a glicólise. O gás oxigênio é importante, pois será transportado até o interior das células, onde reage com a glicose, molécula proveniente da digestão dos alimentos consumidos pelos animais ou, no caso dos vegetais, produzida durante a fotossíntese. 18. Sabendo que a glicólise gera 2 piruvato, quais e quantos são os produtos finais do Ciclo de Krebs? R: 6 NADH; 2 FADH2 e 2 ATP 19. Porque armazenar na forma de lipídeos e não só na forma de glicogênio? R: Armazenar na forma de lipídio dentro de adipócito requer muito menos espaço para o corpo além de ser mais energético (1g carboidrato 1kcal, 1g lipídeo 9kcal) e não requer armazenamento de água, na verdade a quebra produz água.
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