BIOENERGÉTICA 2 1 1

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BIOENERGÉTICA: 
A FUNÇÃO DO ATP
BIOMEDICINA
ALUNAS:
 ANDREIA FERNANDA POLYDORO
ANNA LUIZA ALBUS DOS SANTOS
BIANCA FERNANDES NUNES
DAYANE GOMES
DAIANE CRUZ
DANIELE GAPSKI CARNEIRO
INTRODUÇÃO - BIOENERGÉTICA
O trifosfato de adenosina (ATP)  nucleotídeo.
Função de participar das reações transferência de energia da célula.
Molécula conhecida como moeda energética.
Principais processos bioquímicos que ocorrem dentro da célula.
 *síntese e degradação de biomoléculas auxiliam na produção de energia*
PRINCIPAIS CONCEITOS - BIOENERGÉTICA
A Bioenergética é o estudo das transformações energéticas/químicas que ocorrem nas células.
Envolve a análise da transferência e utilização da energia nos sistemas biológicos.
Organismos  energia  manter vivos  desempenhar funções biológicas
Constituindo no seu conjunto, um sistema estável de reações químicas e processos físico-químicos mantidos afastados do equilíbrio. 
A manutenção desse estado contraria a termodinâmica natural de atingir o equilíbrio, podendo ser desenvolvida a base de energia, retirada do meio ambiente.
CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS
Fototróficos: obtêm a energia que necessitam a partir da luz solar.
Quimiotróficos: obtêm energia oxidando compostos químicos encontrados no meio ambiente.
 Quimiolitotróficos - capazes de oxidar compostos inorgânicos.
 Quimiorganotróficos - capazes de oxidar compostos orgânicos.
 
PRINCIPAIS CONCEITOS – BIOENERGÉTICA
BIOMOLÉCULAS ENERGÉTICAS
São moléculas adquiridas em grande quantidade durante a alimentação.
Podendo ser mobilizadas das reservas orgânicas, quando ingeridas insuficientemente ou quando há consumo energético intenso. Ex: realização de atividades físicas.
PRINCIPAIS CONCEITOS – BIOENERGÉTICA
CARBOIDRATOS
PROTEÍNAS
LIPÍDEOS
METABOLISMO DAS BIOMOLÉCULAS
O metabolismo é constituído por dois conjuntos de reações:
Anabolismo: relaciona-se com a síntese de compostos orgânicos estruturais e funcionais, tais como proteínas de membrana, enzimas e hormônios. Essas reações são fundamentais para o desenvolvimento de um organismo e para reparar danos nas células.
Catabolismo: Envolve algumas reações que têm por função degradar substâncias orgânicas para obtenção de ATP. Fornece energia para que importantes atividades possam ser realizadas. Ex: movimentação, respiração, controle da temperatura e ação do nosso sistema nervoso.
PRINCIPAIS CONCEITOS – BIOENERGÉTICA
VIAS ANABÓLICAS
São processos endergônicos e redutivos que tem a necessidade de energia para serem realizados.
A energia é liberada pela hidrólise de ATP e pelo poder redutor de NAD+ e NADH, fornecido pelo catabolismo.
A forma final de absorção de energia das biomoléculas, é através de ligações de alta energia de ATP, sintetizado nas mitocôndrias por processos oxidativos, diretamente por O2.
PRINCIPAIS CONCEITOS – BIOENERGÉTICA
TERMODINÂMICA BIOQUÍMICA
 A bioenergética, ou termodinâmica bioquímica, é o estudo das alterações da energia que acompanham as reações bioquímicas.
 Os organismos vivos são sistemas termodinâmicos e sistemas abertos, trocando tanto matéria quanto energia com o seu meio ambiente.
1ª LEI DA TERMODINÂMICA 
Princípio da Conservação da Energia 
Para qualquer mudança física ou química, a quantidade total de energia no universo permanece constante; a energia pode mudar de forma ou pode ser transportada de uma região para outra mas não pode ser criada ou destruída. Nos sistemas vivos, a energia química pode ser transformada em calor ou em energia elétrica, radiante ou mecânica.
2ª LEI DA TERMODINÂMICA
O universo sempre tende para o aumento da desordem: em todos os processos naturais, a entropia (aleatoriedade ou desordem de um sistema) do universo aumenta. 
VAMOS RELEMBRAR?
TRÊS PARÂMETROS TERMODINÂMICOS
 Eles descrevem as trocas de energia que ocorrem em reações químicas, e são:
Energia livre de Gibbs, G, expressa a quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma reação à temperatura e pressão constantes, ou seja, energia útil ou potencial químico.
Entalpia, H, éo conteúdo de calor do sistema reagente. Ela reflete o número e o tipo de ligações químicas nos reagentes e produtos. 
Entropia, S, é uma expressão quantitativa da aleatoriedade ou desordem de um sistema. 
TERMODINÂMICA BIOQUÍMICA
Sob condições de pressão e temperatura constantes, a relação entre a variação da energia livre (ΔG) de um sistema em reação e a variação na entropia (ΔS) é expressa pela seguinte equação, a qual combina as duas leis da termodinâmica:
em que ΔH é a variação na entalpia (calor) e T é a temperatura absoluta.
TERMODINÂMICA BIOQUÍMICA
TERMODINÂMICA BIOQUÍMICA
 VARIAÇÃO DE ENERGIA LIVRE PADRÃO
A variação da energia livre padrão (∆Gº') de uma reação química é a quantidade de energia liberada na conversão dos reagentes em produtos, em condições padrão. 
Para as reações bioquímicas, geralmente as condições padrão são definidas como 25°C (298 K), concentração de 1 M de todos os reagentes e produtos, 1 atm de pressão e pH de 7,0 (o símbolo linha no ∆Gº' indica que o pH está incluído na definição).
 
 ΔG´°= - RT ln K'eq
TERMODINÂMICA BIOQUÍMICA
A ENERGIA LIVRE NA HIDRÓLISE ATP
HIDRÓLISE DE ATP
Está associada ao trabalho biológico.
Sempre que a célula realiza trabalho ocorre hidrólise de ATP e há perda de energia na forma de calor.
As células obtêm energia para manutenção e crescimento por meio de degradação de nutrientes. Ex: Glicose, Aminoácidos e Ácidos Graxos.
 Energia livre padrão liberada durante a oxidação da glicose até CO2 e H20
C6H1206 + 6 02  6 CO2 + 6 H20
∆G° = - 2870 KJ.mol-1
Em condições aeróbicas, a energia liberada na reação anterior é utilizada na síntese de aproximadamente 32 moléculas de ATP para cada molécula de glicose.
Outros compostos fosforilados e tioésteres têm grandes energias livres de hidrólise, juntamente com o ATP, são denominados compostos de alta energia.
 REAÇÕES ENDERGÔNICAS E EXERGÔNICA ENDERGÔNICA
Endergônica: Quando ocorre a adição de energia por meio de uma fonte externa. 
Exergônica: Quando ocorre a liberação ou produção de energia. 
A ENERGIA LIVRE NA HIDRÓLISE ATP
LIBERAÇÃO DE ENERGIA E ESTRUTURA DO ATP
Trifosfato de adenosina, adenosina trifosfato ou simplesmente ATP, é um nucleotídeo responsável pelo armazenamento de energia em suas ligações químicas.
Armazena energia para consumo imediato.
O ATP funciona como uma bateria recarregável, acumular a energia liberada por compostos de mais elevado nível energético e, posteriormente, cede para formar compostos de menor nível energético.
O ATP libera uma grande quantidade de energia utilizável quando é desdobrado pela adição de uma molécula de água (hidrólise).
A hidrólise do ATP para ADP é reversível
LIBERAÇÃO DE ENERGIA PARA:
Transporte ativo de moléculas;
Síntese e secreção de substâncias;
Locomoção e divisão celular;
Atividades físicas
LIBERAÇÃO DE ENERGIA E ESTRUTURA DO ATP
O ATP É FORMADO POR:
Uma unidade de adenina.
Uma de ribose.
Três grupos de fosfato sequencialmente ligados por meio de uma ligação fosfoéster, seguida de duas ligações fosfoanidrído. 
O ATP é sintetizado a partir de uma molécula que existe no citoplasma, a adenosina difosfato ADP.
COMPOSTOS FOSFORILADOS – ENVOLVIDOS NA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA
A maioria das reações biológicas de transferência de grupos químicos, envolvem outros aceptores diferentes de água. 
O conhecimento dos valores de energia padrão (∆G°) de hidrólise dos compostos fosforilados, permite o cálculo de energia livre de transferência de grupos de fosfatos para outros aceptores.
Por meio da determinação da diferença entre as energias livres da hidrólise do doador e do aceptor do grupo fosfato.
Os valores negativos dos compostos fosforilados, é uma medida de transferência dos grupos fosfatos para a água.
OS ÉSTERES DERIVADOS DO ÁCIDO FOSFÓRICO
Exercem função fundamentaisnos processos ligados á vida.
 Ex: DNA e RNA – são fosfodiésteres.
Similarmente, a maior parte das coenzimas apresenta na sua estrutura grupos de fosfato e pirofosfato.
O ATP, o fosfo-enolpiruvato, a fosfocreatina e os resíduos acil-fosfatados são fosfatos que constituem as moedas de troca de energia nos processos vitais.
COMPOSTOS FOSFORILADOS – ENVOLVIDOS NA TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA