FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

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FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
FACULDADES INTA
Centro de Ciências da Saúde – CCS
Curso de Medicina Veterinária
Equipe: Débora; Diógenes; Emanoeulle; Filipe; Franzé; Ruth; Sérgio; 
Tatiana; Yago; Yumi; 
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É na respiração celular que irá ocorrer a fosforilação oxidativa. Para isto irá ocorrer duas etapas, a glicolise e o ciclo de Krebs, assim fazendo a fosforilação oxidativa. Esses processos irão ocorrer dentro da mitocôndria, mais espeficamente na crista da membrana.
A fosforilação oxidativa é um processo metabólico de síntese de ATP apartir de ADP e do fosfato, decorrente da transferencia de elétrons do NADH e do FADH2 (Glicolise e Ciclo de Krebs, respectivamente). 
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A Fosforilação Oxidativa também conhecida por fosforilação da cadeia respiratória, é uma via metabólica que utiliza energia liberada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir Trifosfato de Adenosina (ATP).
O processo refere-se à fosforilação de ADP em ATP, utilizando para isso a energia liberada nas reações de oxidação-redução.
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 Embora seja uma parte vital do metabolismo, produz espécies reativas de oxigênio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogênio, que induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo, oxidando proteínas e lípidios de membrana) e contribuindo para processos de envelhecimento celular e patologias.
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Definição de ATP
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A ATP (ou Adenosina Trifosfato) é uma molécula/composto cuja energia potencial pode ser facilmente mobilizada pela célula, constituindo a mais importante fonte de energia directamente utilizável por esta. É formada por adenosina, por sua vez composta por uma adenina (base azotada) e uma ribose (açúcar com cinco carbonos) e três grupos de fosfato (composto inorgânico) conectados em cadeia.
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Definição de ADP
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ADP é a Adenosina Difosfato (ou difosfato de adenosina) é um nucleótido, isto é, um composto químico formado por um nucleósido e dois radicais fosfato. 
Neste caso, é a parte sem fosforilação da ATP.
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Os complexos enzimáticos
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Complexo I
NADH desidrogenase
Complexo II
Succinato desidrogenase
Complexo III
Ubiquinona – citocromo c
Complexo IV
Citocromo c – O2
Complexo V
Síntese de ATP
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A hipótese quimiosmótica
O fluxo de elétrons do NADH para o O2 
não resulta diretamente na síntese de ATP...
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Bomba de prótons
Gradiente pH
Gradiente elétrico
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Síntese do ATP
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A síntese do ATP na mitocôndria é catalisada pelo complexo ÁTP—síntase ÁTP—síntase bombeadora de prótons, F0F1 ATP—sintase, complexo T’) encontrada na membrana mitocondrial interna.  
Quando o componente F1 está conectado ao componente F0, a ÁTP—sintase (F0F1—ATPase) catalisa a síntese de ATP No entanto, quando o componente F1 é liberado para a matriz mitocondrial ocorre uma ação contrária à sua função normal, ele catalisa a hidrólise do ATP (o reverso da síntese).
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OLIGOMICINA
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Proteínas desacopladoras
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Também conhecidas como UCPs ( uncoupling proteins) ou Termogenina.
A UCP está localizada na membrana mitocondrial.
A UCP é produzida no Tecido Adposo Marron.
Responsável pela ativação da oxidação de ácidos graxos e produção de calor.
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Essas proteínas criam um “vazamento de protons”.
Processo de Termogêneses.
Década de 70 a descoberta de sua função.
Mecanismo de Ação
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De Maneira Geral
As proteínas desacopladoras dissipam o gradiente eletroquímico de prótons gerados na respiração na forma de calor, sendo dependentes de ácidos graxos e sensíveis aos nucleotídeos purínicos.
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Desacopladores
sintéticos
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O transporte de elétrons e a fosforização oxidativa
 Exemplo
 A ação do desacoplador 
 A energia produzida
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Transporte através da membrana
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Transporte ativo do ATP, ADP e P através da membrana mitocondrial 
  Para que essas moléculas atravessem a membrana é necessária a  presença da ATP-ADP trans/ocase — uma proteína irntocondrial transportadora de íons e metabólitos carregados — que é impelida pelo potencial de membrana. O segundo sistema de transporte de membrana é a fosfato—trans locase, que promove a entrada de um P e um H (próton) para o interior da matriz que atua em conjunto com a ATP—ADP-translocase.
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Transporte de equivalentes redutores
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Os elétrons do NADH que são obtidos em vias oxidativas citosólicas e, principalmente em vias mitocondriais - como a cadeia glicolítica, por exemplo, entram na mitocôndria através de um sistema de transporte conhecido como "Transporte  Malato/Aspartato". Através deste processo, o oxaloacetato é reduzido a malato no citosol, este atravessa a membrana mitocondrial interna para ser reoxidado a oxaloacetato com redução do NAD, agora na matriz mitocondrial. O processo ocorre com gasto de energia.
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  NADH-Desidrogenase: 
 É o primeiro transportador da seqüência; recebe os pares de elétrons do NADH e os transfere para a Ubiquinona. Possui um grupo prostético FMN – Flavina Mononucleotídeo – que intermedia o processo. 
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Succinato-Desidrogenase:
 Atua no Ciclo de Krebs, e tem o FAD como grupo prostético; também doa seus elétrons do FADH2 diretamente para a Ubiquinona. 
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Ubiquinona:
Recebe os pares de elétrons do NADH e do FADH2 e os transfere para uma seqüência de Hemeproteínas denominadas citocromos.
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Mitocôndrias e apoptose
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O que são mitocôndrias?
 
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É um dos organelos celulares mais importantes, sendo extremamente relevante para respiração celular.
Está presente em grande quantidade nas células: do sistema nervoso,do coração e do sistema muscular.Pois estas necessitam de grande quantidade de energia. 
 
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Toda a atividade celular requer energia, é através da mitocôndria que esta energia necessária às atividades das células será gerada.
Então...
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O que é apoptose?
 
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Conhecida como "morte celular programada.
É um tipo de "auto-destruição celular" que ocorre de forma ordenada e demanda energia para a sua execução.
Está relacionada com a manutenção da homeostase e com a regulação fisiológica do tamanho dos tecidos.
Mas pode também ser causada por um estímulo patológico 
 
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Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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DNAmt – DNA Mitocontrial
Síntese de Proteínas
Mutação do DNAmt
Corte de Fonte Energética
Maior necessidade de ATP
Herdadas das células-mãe
Deficiências
Mitocôndrias
Fonte de Energia
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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Doenças Mitocondriais
Histórico
Desordem Sistêmica
Sintomas – Heteroplasmia
Células Musculares – Células Nervosas - Síndromes 
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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MIOPATIA MITOCONDRIAL (mio = músculo; patia = doença)
Doenças Mitocondriais (classificação)
ENCEFALOMIOPATIA MITOCONDRIAL (encéfalo = cérebro)
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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MIOPATIA MITOCONDRIAL
Aumento no tamanho ou número das mitocôndrias
Alteração megaconial e alteração pleoconial 
Irregularidade na distribuição das cristas
Inclusões paracristalinas
Alteração no DNAmt 
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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 Alteração megaconial
Alteração pleoconial 
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 Inclusões paracristalinas
Mitocôndrias aberrantes 
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Síndromes
Síndrome de Kearns-Sayre (KSS);
Síndrome de Leigh ou encefalomielopatia necrotisante subaguda;
Miopatia mitocondrial, encefalopatia, acidose láctica e 
episódios do tipo AVC (MELAS)
Epilepsia mioclônica com “ragged red fibers” (MERRF)
Síndrome de Pearson
Neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON)
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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Epilepsia mioclônica¹ com “ragged red fibers” (MERRF)
Epilepsia mioclônica progressiva ou ataxia² mioclônica
Disartria³ e Nistagmo4
Atividades reduzidas de enzimas da cadeia respiratória
Complexo I (NADH desidrogenase)
Complexo IV (citocromo c oxidase)
Vários peptídeos anormais produzidos
Falência de tecidos nervoso e muscular
contrações repentinas, incontroláveis e involuntárias de um músculo ou grupo de músculos.
Falta de coordenação dos movimentos.
incapacidade de articular as palavras de maneira correta
são oscilações repetidas e involuntárias rítmicas de um ou ambos os olhos
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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Neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON)
17 mutações diferentes no DNAmt
Primiárias (G3460A, G11778A e T14484C)
Secundárias
Degeneração neurorretiniana
Perda visual bilateral, subaguda e indolor
Lesão do nervo óptico
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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Causas principais das deficiências
Os complexos (deficiência específica)
Privação de ATP
Acidose lática
Radicais livres
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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Referências
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R.; trad.: DALMAZ, Carla. BIOQUÍMICA ILUSTRADA. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.
http://miopatiamitocondrial.blogspot.com/2011/01/fatos-sobre-miopatias-mitocondriais.html
http://anatpat.unicamp.br/musmiopmitoc.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ataxia
http://pt.wikipedia.org/wiki/Disartria
http://en.wikipedia.org/wiki/Leber's_hereditary_optic_neuropathy
http://genetica.ufcspa.edu.br/seminarios%20textos/Merrf.pdf
Deficiências herdadas da fosforilação oxidativa
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