Biossíntese de carboidratos

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Utilização de Energia para processos Biossintéticos. Processos de síntese biótica são ações nas quais são construídos os componentes químicos essenciais para a existência de uma célula. Nota-se que os microrganismos requerem uma grande diversidade de nutrientes para atender suas necessidades energéticas. Isso reflete nas suas grandes capacitações biossintéticas. Como exemplo, muitos seres autotróficos sintetizam toda a sua maquinaria constitutiva partindo-se de moléculas inorgânicas. Entretanto, alguns precisam de nutrientes de mais simples utilização como carboidratos e vitaminas, um exemplo seria a Escherichia Coli. Tal bactéria pode se desenvolver em um ambiente detentor somente de glicose e poucos compostos inorgânicos, incluindo uma fonte de sulfato de amônia. Deste ambiente tido como inóspito, a bactéria pode produzir: substâncias nitrogenadas, como proteínas e ácidos nucleicos, polissacarídeos complexos e fosfolipídios. A via para a produtividade dessas substancia podem ser resumidas em três eventos episodicamente essenciais: 1- As vias se iniciam pela síntese de compostos catalizadores de reações de síntese de compostos mais complexos. 2-Enzimas são ativadas pela energia do ATP. Essa energia medeia ligações covalentes entre as unidades estruturais a serem formadas. 3- As unidades estruturais são ligadas mutuamente de modo que haja formação de substancias mais complexas, como proteínas e polissacarídeos. 
Biossíntese de carboidratos. Os micróbios formam carboidratos por intermédio de diversas dinâmicas, como é mostrado pela seguinte relação:
Dióxido de carbono
Triose
Pentose
 Nucleotídeos Polissacarídeos
 DNA E RNA Celulose amido
Certas espécies de microrganismos são autotróficas, ou seja, capazes de produzir seu próprio alimento, para isso utilizam-se do dióxido de carbono atmosférico, convertendo-o em uma molécula biologicamente ativa. Processo denominado de fixação de CO2. O ATP é requerido como moeda energética nesse método. Os fotoautotróficos obtêm ATP através da energia cinética da luz solar exercida sobre as moléculas. Os quimioautotróficos produzem ATP utilizando a energia liberada durante a oxidação de compostos orgânicos. Compostos oxidados por esses microrganismos incluem hidrogênio gasoso, amônia, nitritos e compostos sulfurados reduzidos a exemplo do sulfeto de hidrogênio e tiossulfato. O NADPH2 é também requerido expoente de elétrons quando da redução do CO2, com subsequente produção em um composto orgânico. O ciclo de Calvin é a metodologia conceituada para a fixação de carbono pelos seres autotróficos. Na primeira etapa, o CO2 é ligado a um açúcar de 5 carbonos chamado de ribulose difosfato. Essa reação gera duas moléculas de ácido fosfoglicérico. Logo em seguida o ácido fosfoglicérico é reduzido a gliceraldeído-3-fosfato pela atuação do NADPH2. Geralmente, todos os compostos recrutados pela célula procariótica são sintetizados a partir do ácido fosfoglicérico. Todavia, a ribulose difosfato é demandada a cada CO2 fixado, por isso a grande maioria da energia produzida pela triose-fosfato é utilizada na reconstituição da ribulose difosfato. Uma molécula de glicose é produzida a cada seis voltas no ciclo, a responder pela equação geral: 6CO2 + 12NADH2 + 19ATP + 12H2O C6H12O6 + 12NAD +18ADP + 18 fosfato
Biossíntese de Lipídios. A glicose presente no interior da célula entra no ciclo da glicólise, desse modo gerando ácido pirúvico, esse ácido acaba sendo cindido em acetil coenzima A e malonil coenzima A. O grupo da acetil coenzima A e da malonil é trocado por uma grande proteína que serve como ponto de ancoragem de moléculas, assim permitindo a atuação de enzimas corretas para o composto. Átomos de carbonos do grupo malonil são inseridos ao grupo acetil, produzindo um grupamento butiril. Quando da liberação da proteína, o butiril poderá ser transformado em ácido butírico, famoso lipídio de seis regiões carbônicas. Como isso não é suficiente, outro complexo butiril será adicionado formando seis átomos de carbono. 
Biossíntese de fosfolipídios. Necessita de ácido graxo, oriundo da síntese de cadeias longas de lipídios para se complexar com uma diidroxiacetona fosfato. Nessa reação, duas moléculas de ácidos graxos juntam-se a uma molécula de glicerol fosfato, formando uma molécula de ácido fosfatídico.
Biossíntese de Ácidos Nucleicos. Moléculas previamente sintetizadas formulam a criação dos ácidos graxos. A sequência proteica do DNA é transcrita com demasiado esmero. Ademais, a formação de RNA é dependente da correta existência. 
BIOSSÍNTESE de Peptideoglicano. A formação de um polissacarídeo bacteriano é demonstrada pela biossíntese do peptideoglicano, a composição química que outorga resistência e rigidez a parede celular bacteriana. Se bem que o peptideoglicano esteja localizado na parede celular, a energia química responsável pela sua síntese é demandada do interior celular. Seguem os eventos necessários para a síntese da unidade morfológica: 1- A energia do ATP e demais compostos de permutação energética são requisitados para a conversão da glicose em glicosamida-UDP por intermédio de uma sequencia de reações mediadas por enzimas. 2- O ácido N-acetilmurâmico-UDP, consiste na segunda unidade funcional ativada, sendo produzida partindo-se de moléculas de glicosamida-UDP. 3- Um conjunto de cinco moléculas aminoacilicas é somado a cada molécula NAM-UDP, com isso, forma-se a cadeia pentapeptídica, uma cadeia de cinco aminoácidos. O ATP é utilizado como combustível energético para cada adição de aminoácido. 4- O grupamento UDP é cindido do complexo NAM-pentapeptídeo-UDP sendo trocado por uma grande molécula de lípidio carreador. 5- Uma molécula de NAG-UDP é adicionada ao NAM-pentapeptídeo-lipídeo carreador formando uma singularidade estrutural de peptideoglicano. 6- Com o subsidio do lipídeo carreador, a unidade ativada é levada ao longo da membrana citoplasmática para sua integração a estrutura da parede celular. 
Biossíntese de Aminoácidos e Proteínas. O ácido glutâmico é o aminoácido, segundo pesquisadores, mais importante para a produtividade de um organismo. A Escherichia Coli pode obter o ácido glutâmico através de uma reação de combinação da amônia, oriunda do sulfato de amônia de um meio de cultura, e o ácido α-cetoglutárico, advindo do ciclo do ácido cítrico, a observar na seguinte reação: 
Ácido α-cetoglutárico + NADPH2 + NH3 Acido glutâmico + NADP + H2O
A reação descrita acima é tida como animação redutiva, imprescindível uma vez que o grupo amino do ácido glutâmico poderá ser permutado por um átomo de oxigênio de vários ácidos orgânicos para transforma-los em aminoácidos. O ácido glutâmico poderá ter sua conformação estrutural alterada deste modo gerando outro aminoácido. Um exemplo na produtividade do aminoácido alifático prolina. Mais uma vez têm-se a necessidade de uso do ATP. 
Biossíntese de Compostos Nitrogenados. Uma grande diversidade de materiais é recrutada pelos microrganismos para síntese de compostos aminos, como exemplo o nitrogênio atmosférico é utilizado para configuração final de diversas proteínas, purinas e pirimidinas (composições básicas das cadeias nitrogenadas dos ácidos nucléicos). O N2, presente na atmosfera é catalisado por algumas bactérias, como Azobacter, que o utilizam para formação de amônia. O processo é denominado de fixação ode nitrogênio, sendo conciliado pelo gasto do ATP. A amônia formada é combinada com uma substância contendo ligações carbônicas, deste modo forma-se uma proteína. A Escherichia Coli pode utilizar o sulfato de amônia, para produção de aminoácidos. Após a formação de aminoácidos, a bactéria orienta a criação de proteínas pela junção dos aminoácidos. Muitas das proteínas são enzimas catalizadoras de reações químicas. 
Transporte de nutrientes. A membrana plasmática por englobar o protoplasma da célula, constitui uma barreira mecanoquímica contra a passagem da maioria dos nutrientes. Diante disso,os nutrientes utilizam as proteínas transmembranosas como objeto para a entrada no citoplasma. Deve-se notar que a água e compostos apolares conseguem atravessar a membrana sem necessitar dessas proteínas, movimentando-se ao longo da camada lipídica por mera difusão simples. Esse transporte é regido exclusivamente por diferenças de concentração. No entanto, a maioria das moléculas necessita de proteínas carreadoras como mediadoras da sua entrada na célula. Caracterizam-se dois tipos de transporte peptídeos dependentes: Difusão facilitada e Transporte Ativo. 
Difusão facilitada: Assemelha-se a difusão simples em dois aspectos: não requerer energia metabólica e mover moléculas exclusivamente a favor de seu gradiente de concentração. 
Transporte Ativo: Caracteriza-se por mover moléculas de uma baixa para uma alta concentração, para isso utiliza-se da energia oriunda das ligações de alta energia do ATP, sendo o tipo de transporte mais utilizado pela célula na captação de nutrientes. 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA
ENFERMAGEM 
DANILO CARVALHO DE LIMA 
METABOLISMO MICROBIANO
SALVADOR-2011