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Bioquímica Mariana M. M. B. MEDICINA TURMA E Exercícios de Metabolismo dos Carboidratos 1- Explique o conceito de metabolismo e suas classificações. O metabolismo é o conjunto de todas as reações que ocorrem no organismo para controlar os recursos materiais e energéticos, de forma a suprir as suas necessidades estruturais e energéticas. Essas inúmeras reações são reguladas e catalisadas por enzimas. Dentre as funções do metabolismo, podemos destacar a obtenção de energia. Existem dois grandes processos metabólicos, o catabolismo e o anabolismo. Sua classificação é dividida em tipos de nutrientes (carboidratos, ácidos graxos, aminoácidos) e em presença de O2 (areação). 2- Diferencie catabolismo de anabolismo. Catabolismo, também chamado de via degradativa, é um processo contínuo e compreende as reações que promovem a degradação das moléculas orgânicas complexas – nutrientes, carboidratos, lipídios e proteínas provenientes do ambiente ou dos reservatórios de nutrientes da própria célula – em produtos mais simples, com a liberação de energia. A energia liberada pela via catabólica é utilizada pelo organismo para a realização das mais diversas atividades. Já o anabolismo, também chamado de via biossintética, compreende as reações nas quais moléculas complexas são produzidas a partir de moléculas simples. Para que as reações ocorram, é necessário o consumo de energia. O anabolismo é essencial, por exemplo, para o processo de crescimento e manutenção do organismo. 3- Escreva a digestão e absorção dos carboidratos. A digestão inicia-se na boca, onde apenas o amido sofre ação da amilase salivar, enzima ativada pelo pH alto da boca, sendo convertido em subunidades denominadas dextrinas, isomaltose e maltose. A lactose, a sacarose e a celulose passam intactos por esse segmento. Não há digestão de carboidratos em nível estomacal. No duodeno ocorre a completa degradação dos carboidratos ingeridos na dieta. As dextrinas sofrem ação da amilase pancreática, enquanto a isomaltose, a maltose, a lactose e a sacarose sofrem ação de enzimas da mucosa intestinal (isomaltase, glicoamilase, lactase e sacarase), sendo convertidas em unidades monoméricas fundamentais: glicose, galactose e frutose. Nas demais porções do intestino, ocorre a absorção dos monossacarídeos. A glicose e a galactose são transportadas por meio de um co- transporte junto ao sódio, enquanto a frutose é transportada para os enterócitos por meio do GLUT-5. Uma vez dentro dos enterócitos, os monossacarídeos são transportados para o sangue devido a ação do GLUT-2 e daí para o fígado. Neste órgão, serão destinados para as células do corpo caso seja necessário ou serão estocados na forma de glicogênio. 4- Determine a importância das fibras na alimentação As fibras são essenciais na alimentação visto que essas reduzem o nível de colesterol sanguíneo, de absorção de compostos tóxicos e diminui o risco de constipação, hemorroidas, diverticuloses e câncer de cólon. Bioquímica Mariana M. M. B. 5- Definir glicólise e identificar a função celular onde localizam suas enzimas. Glicólise é um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6), proveniente da alimentação, é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando energia. É a primeira etapa do processo de respiração celular que ocorre no hialoplasma celular. Reações catalisadas por enzimas livres no citosol oxidam a glicose produzindo duas moléculas de piruvato, duas moléculas de ATP e dois equivalentes reduzidos de NADH+ que são introduzidos na cadeia respiratória. A relevância da Glicose também se deve ao fato de ser fonte de energia para todas as células de mamíferos e fonte exclusiva de energia para as hemácias. 6- Esquematize as reações da via glicolítica destacando: a) Reações irreversíveis; b) Reações que consomem ATP; c) Etapa que produz o NADH; d) Reações produtoras de ATP; Bioquímica Mariana M. M. B. 7- Qual a principal função da primeira reação (Glicose glicose- 6P) e a terceira reação (frutose-6P frutose 1,6 BiP) da via glicolítica? A primeira reação tem como função fazer com que a glicose permaneça na célula, visto que ocorre um processo de fosforilação, pela enzima hexoquinase, da glicose – o ATP doa um fosfato ao carbono 6 (C-6) da molécula de glicose e, portanto, o produto desta reação será glicose-6-fosfato – e como o fosfato tem carga negativa ele não consegue passar pela bicamada lipídica, desse modo a glicose fica presa dentro da célula. Na terceira reação a partir do momento em que se faz uma nova fosforilação, impede que a molécula saia da via glicolítica e se direcione para uma via externa. Ademais, essa reação deixa a molécula mais simétrica, com adição do fosfato no carbono 1, para que na quarta reação a molécula de frutose-1,6-bisfosfato seja dividida em fosfato de di-hidroxiacetona (DHAP) e gliceraldeído-3-fosfato. 8- Descreva quais os possíveis destinos do piruvato em condições aeróbicas e anaeróbicas. Em condições aeróbicas, o piruvato é oxidado, com perda do grupo carboxílico, originando o grupo acetil da acetil-CoA, que depois é oxidada a CO2 durante o ciclo de Krebs. Em condições anaeróbicas, o piruvato é reduzido a lactato através da fermentação láctica. E em alguns tecidos de plantas, alguns invertebrados, protistas e microorganismos, o piruvato é convertido em etanol + CO2 (fermentação alcoólica). 9- De que forma as outras hexoses como a frutose, galactose e maltose, entram na via glicolítica? A frutose entra na via glicolítica pela sua conversão à frutose-6-fosfato, através da fosforilação, a galactose é fosforilada à galactose-6-fosfato e depois glicose- 1-fosfato e a manose pela conversão a manose-6-fosfato e em seguida glicose- 6-fosfato 10- Defina glicogênese e identifique as frações celulares onde se localizam suas enzimas. A glicogênese é o processo em que o glicogênio é sintetizado, no fígado e nos músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis de glicose sanguínea. Esse processo ocorre no citosol das células tanto hepáticas quanto musculares e acontece da seguinte forma: para a produção de glicogênio a partir da glicose-6-fosfato, há uma primeira etapa, sua conversão em glicose-1-fosfato pela enzima fosfoglicomutase, que então é convertido em UDP-glicose pela ação da UDP-glicose pirofosforilase por intermédio da utilização de UTP. A UDP- glicose atua no fornecimento imediato de glicose para a formação de glicogênio pela enzima glicogênio sintase, transferindo a glicose para as extremidades do glicogênio. Uma enzima de ramificação é necessária para formar ramificações na molécula de glicogênio, que dá continuidade ao seu processo de síntese com a ação da glicogênio-sintase. O processo de ramificação é necessário para tornar a molécula de glicogênio mais solúvel e aumentar o número de extremidades para que mais enzimas possam atuar ao mesmo tempo. Bioquímica Mariana M. M. B. 11- Identifique os principais substratos para a glicogênese. Os principais substratos para a glicogênese são a UDP-glicose, a glicogenina, e a glicose-6-fosfato. 12- Fale sobre ciclo de Krebs e sua importância O ciclo de Krebs representa o segundo estádio da respiração e ocorre na matriz mitocondrial. Esse ciclo é a via metabólica central do nosso organismo, e é fundamental para que os organismos possam obter mais energia a partir dos nutrientes por meio da oxidação aeróbica do que anaeróbica, além de que seus intermediários são precursores de compostos bioquimicamente importantes. O ciclo corresponde a uma série de reações químicas que acontecem naturalmente em todas as células do organismo para a produção de energia. É um ciclo anfibólico,ou seja, atua tanto no catabolismo (decomposição oxidativa) quanto no anabolismo (síntese redutora de bioméculas). 13- Fale sobre cadeia respiratória e sua importância, explique o processo. A cadeia respiratória, também chamada de fosforilação oxidativa, é a terceira etapa da respiração celular ou aeróbica, e ocorre na membrana interna da mitocôndria. Nessa etapa, os elétrons obtidos na quebra do átomo de hidrogênio são transportados através do NADH e FADH2 até o oxigênio. Há várias substâncias transportadoras de elétrons na membrana interna da mitocôndria, como proteínas que recebem elétrons do NADH, compostos orgânicos e proteínas que possuem ferro ou cobre em sua composição. Elas formam verdadeiros complexos chamados de cadeias transportadoras de elétrons, por se encontrarem enfileiradas na membrana interna da mitocôndria. À medida que vão sendo transferidos pela cadeia respiratória, os elétrons perdem energia e, no final da cadeia, conseguem se combinar com o gás oxigênio, formando água. A energia liberada pelos elétrons através da quebra da glicose durante a cadeia respiratória pode formar em torno de 34 moléculas de ATP. Somando-se 34 moléculas da cadeia respiratória com as duas moléculas de ATP produzidas na glicólise e as duas do ciclo de Krebs, alcançaremos um total de 38 moléculas de ATP. 14- Faça um quadro geral da produção de ATP da respiração celular, considerando os NADH, FADH2 no processo. Glicólise 2 NADH - 2 ATP Oxidação do Piruvato 2 NADH - - Ciclo de Krebs 6 NADH 2 FADH2 2 ATP Cadeia Respiratória - - 34 ATP TOTAL 10 NADH 2 FADH2 38 ATP Bioquímica Mariana M. M. B.
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