Respiracao celular

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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.