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RESPIRAÇÃO CELULAR Locais de oxidações biológicas: Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa Estrutura da mitocôndria Mitocôndria ao m.e. ADENINA RIBOSE FOSFATOS (3) ADENOSINA A molécula de ATP ATP- Adenosina trifosfato 1 mol de ATP = 18.200kcal Metabolismo: integração entre catabolismo e anabolismo Biologia Energética NADP NADH2 FAD FADH2 OXIDAÇÃO REDUÇÃO REDUÇAO H H LOCAIS DA RESPIRAÇÃO CELULAR CRISTAS MATRIZ 2a. CICLO DE KREBS 1a. GLICÓLISE HIALOPLASMA M I T O C Ô N D R I A S 3a. CADEIA RESPIRATÓRIA MEMBRANA INTERNA MEMBRANA EXTERNA Estágio 1 Produção de Acetil-CoA Estágio 2 Oxidação de Acetil-CoA Estágio 3 Transporte de elétrons e fosforilação oxidativa Catabolismo de proteínas lipídeos e carboidratos mitocôndrias GLICÓLISE – Quebra da glicose (ANAERÓBICA) CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O - NAPH2 - FADH2 CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP (AERÓBICA) ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR GLICÓLISE – PRIMEIRA ETAPA Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico. Durante esta quebra, uma parte da energia da glicose é liberada em quatro parcelas, permitindo a produção de quatro moléculas de ATP. Como duas moléculas foram gastas para ativar a glicose, o saldo é de 2ATP nesta etapa. Ocorre também desidrogenação, com formação de NADH + H+ GLICOSE AC.PIRUVICO PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE Quebra da molécula glicose C 6H12O6 (2) C3H4O3 4H+ ÁCIDO PIRÚVICO - 2NAD + 2H2 = 2NADH2 - FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS MITOCÔNDRIAS CICLO KREBS – CADEIA RESPIRATÓRIA HIALOPLASMA GLICÓLISE IMPORTANTE – NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+ - Cada molécula carrega 2 átomos de H+ - SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO PRODUTOS DA GLICÓLISE CICLO DE KREBS – segunda etapa Esta fase ocorre na matriz das mitocôndrias. Antes de o ciclo se iniciar, há uma etapa preparatória, no qual o ácido pirúvico é desidrogenado e descarboxilado, resultando em uma molécula de NADH + H+ e uma de CO2. Assim, forma-se a acetila. A acetila liga-se à coenzima A e passa a ser chamada de Acetil-Coenzima-A, ou Acetil- CoA. CICLO DE KREBS Continuação da quebra da molécula glicose com descarboxilações /desidrogenações ÁCIDO PIRÚVICO + ACETI-CoA ÁCIDO CÍTRICO ÁCIDO CETOGLUTÁRICO ÁCIDO SUCCÍNICO ÁCIDO MÁLICO ÁCIDO OXALACÉTICO NADH2 FADH2 NADH2 NAD CO2 2 CO 2 CO2 1-ATP PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS POR CADA ÁCIDO PIRÚVICO 3 NADH2 1 FADH2 1 ATP COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É: - 6 NADH 2 2 FADH2 2 ATP M I T O Ô N D R I A S M A T R I Z NADH2 CO NAD NAD NADH2 Co - A NAD FAD (2) C3H4O3 CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA/ CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRON- terceira etapa A cadeia respiratória é também chamada fosforilação oxidativa porque a síntese de ATP depende da entrada de um fosfato no ADP (fosforilação) e a fosforilação é realizada com energia proveniente de oxidações. CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Ocorre na membrana interna da mitocôndria. Aqui, os átomos de hidrogênio retirados pelo NAD das cadeias de carbono durante a glicólise e o Ciclo por de Krebs são várias transportados intermediárias até o oxigênio, moléculas formando água e grande quantidade de ATP. Na realidade não são transportados átomos de hidrogênio, mas sim seus elétrons, obtidos da quebra do hidrogênio em elétron e H+. As moléculas elétrons estão transportadoras de arrumadas na membrana interna da mitocôndria de acordo com o trajeto que os elétrons percorrem. Há um conjunto de proteínas (que recebem os elétrons do NAD.H2), um composto chamado ubiquinona e orgânico várias proteínas chamadas citocromos. CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Proteínas transportadoras de elétrons Complexo I= NADH desidrogenase Complexo II= succinato desidrogenase Complexo III= ubiquinona: citocromo c oxidoredutase e Citocromo c Complexo IV= citocromo oxidase CADEIA RESPIRATÓRIA/FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Durante o trajeto, os elétrons formam, com os transportadores (citocromos), compostos cuja quantidade de energia é menor que a do transportador anterior. Dessa forma, a energia é liberada e usada na síntese de ATP. Os transportadores não são gastos no processo. Nesse processo, o oxigênio é a molécula que se reduz definitivamente, recebendo elétrons e íons H+ da solução, formando água. A célula necessita sempre receber oxigênio, caso contrário a cadeia respiratória para. BALANÇO GERAL DA CADEIA RESPIRATÓRIA No caminho até a água, cada par de hidrogênio recolhido pelo NAD produz três moléculas de ATP; se recolhido pelo FAD, produz duas moléculas. Dessa cadeia participam, então: 2NAD.2H provenientes da glicólise 2FAD.2H vindos da etapa preparatória do ciclo de Krebs 8NAD.2H vindos do Ciclo de Krebs (quatro em cada ciclo). CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE ELÉTRONS FADH2 MEMBRANA DAS CRISTAS MITOCONDRIAIS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE ELÉTRONS Resultado final da respiração celular a partir de uma glicose (2X3X3+2) = 20 ATP - CICLO KREBS – 2 ATP+ 3 NADH2 2 FADH2 (2X2) = 4 ATP - AO FINAL DA CADEIA 8 + 6 + 20 + 4 = 38 ATP GLICÓLISE – 2 ATP+ 2 NADH2 (2 + 2X3) = 8 ATP OBS - NA MITOCÔNDRIA SÃO 2 AC. PIRÚVICOS CoA – 1 NADH2 (2X3) = 6 ATP NADH2 ORIGINA 3ATP ORIGINA 2ATP EQUAÇÃO DA RESPIRAÇÃO CELULAR RELAÇÃO FOTOSSÍNTESE X RESP CEL.
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