CADEIA RESPIRATÓRIA

Prévia do material em texto

1.0 cadeia respiratória
1.1- Geração de ATP pelo NADH
1.2- Soma
1.3- Geração de ATP pelo FADH
· Cadeia Respiratória: A cadeia respiratória é um conjunto de enzimas inseridas na membrana interna da mitocôndria que recebem os elétrons trazidos pelo NAD e FAD. Basicamente, se entendermos o NAD e FAD como caminhões transportadores de areia (sendo a areia, os elétrons), eles seriam carregados na Glicólise e no Ciclo de Krebs e vão descarregar a areia na cadeia respiratória. Nessa analogia, carregar o caminhão seria o mesmo que reduzir a molécula de NAD, transformando-a em NADH. Pois bem. Antes de prosseguir, eu gostaria de falar rapidamente sobre a mitocôndria.
· A cadeia de transporte de elétrons ou cadeia respiratória possui G negativo, ou seja, é uma reação exotérmica (libera calor) e espontânea. 
· Já a fosforilação oxidativa possui G positivo, sendo, portanto, uma reação endotérmica não espontânea, ou seja, necessita de fornecimento de energia para acontecer.
· Por essa razão esses dois processos estão acoplados e ocorrem de forma sincronizada. O acoplamento desses dois processos faz com que a energia liberada pela cadeia respiratória não seja totalmente perdida, como acontece com muitos processos exotérmicos. Nesse caso, uma parte da energia colabora para a homeostase da temperatura corporal, enquanto a outra é utilizada para ativar uma série de outros processos, dentre eles a fosforilação oxidativa e o transporte de Ca++ para o interior da mitocôndria. No entanto, esses acoplamentos só podem acontecer se a soma das G continuar negativa.
· Esse complexo processo de produção energética através da transferência gradual de elétrons ocorre nas mitocôndrias, mais especificamente nas cristas mitocondriais, e é responsável pela captação da energia livre oriunda dos substratos respiratórios, razão pela qual o ATP é considerado a “moeda energética” da célula.
ENZIMAS ESTAO ASSOCIADAS AS MEMBRANAS
· É nessas cristas que estão inseridos os complexos proteicos que chamamos de Cadeia Transportadora de Elétrons (CTE).
· como que a passagem dos elétrons por complexos proteicos em uma membrana pode ser capaz de gerar ATP?
· A membrana externa das mitocôndrias é consideravelmente mais permeável que a interna, permitindo a passagem de diversos metabólitos. Porém, é na membrana interna que estão as proteínas da cadeia respiratória, a ATP-sintase e os transportadores de membrana, e é dela que se formam as invaginações que originam as cristas mitocondriais.
· A capacidade de oxidação e, consequentemente, de produção energética da mitocôndria é diretamente proporcional ao seu número de cristas, uma vez que, quanto mais invaginações, maior a área de contato.
· A matriz mitocondrial e confinada por uma membrana dupla. A membrana externa É permeável a maioria dos metabolitos, e a membrana interna É seletivamente permeável. A membrana externa caracteriza-se pela presença de diversas enzimas, incluindo a acilCoAsintase e aglicerolfosfato aciltransferase. Outras enzimas, incluindo a adenilatocinasee a creatinacinase, são encontradas no espaço Inter membrana. O fosfolipídio cardiolipina fica concentrado na membrana interna, junto as enzimas da cadeia respiratória, a ATPsintase e a diversos transportadores de membrana.
IMPORTÂNCIA BIOMÉDICA:
· Os organismos aerobios sao capazes de capturar uma proporção muito maior da energia livre disponivel nos substratos respiratórios que os organismos anaerobios. Grande parte disso acontece dentro das mitocondrias, que foram denominadas como “geradores de energia” da celula. A respiracao e acoplada a geracao do intermediario de alta energia, ATP pela fosforilacao oxidativa. Inumeros medicamentos (p. ex., amobarbital) e substancias toxicas (p. ex., cianeto,monoxido de carbono) inibem a fosforilacao oxidativa, geralmente Com consequencias fatais. 
DEFINIÇÃO:
· Ocorre nas cristas mitocondriais (membrana interna)
· Série de reações de oxirredução em que os elétrons são passados de um carregador pra o outro;
· Produz a maior parte do ATP;
· Requer oxigênio;
· Produz atp através da energia transportada pelo NADH e FADH
· Objetivo: produzir ATP;
· A glicolise e ciclo de Krebs produziram pouco ATP mas produziram NADH E FADH que vai pra cadeia gerar elétrons.
· As reações de oxirredução ocorrem quando uma espécie química perde elétrons, oxidando-se; enquanto a outra espécie ganha elétrons, reduzindo-se. As reações de oxirredução são aquelas em que há transferência de elétrons entre as espécies químicas envolvidas.
DORIVAL
Anteriormente a glicolise e o CK produziram pouco ATP mas produziram NADH e FADH e a função deles é transportar elétrons pra cadeia, Os NADH e FADH2 que foram reduzidos nas fases anteriores (Glicólise e Ciclo de Krebs) são oxidados nesses complexos, doando seus elétrons a eles e cumprindo seu papel de "transporte".
GERAÇÃO DE ATP PELO NADH
Na matriz mitocondrial
· O complexo I, o complexo III e o IV, além da ubiquinona, o citocromo c, o carregador fofasfato e atp sintase;
· Todos os NADH se dirigem a cadeia
· Função do NADH: levar um par de elétrons pra cadeia.
1- O NADH doa o par de elétrons na cadeia e volta a ser NAD+:
2- O par de elétrons é recebido pelo complexo 1 e esses elétrons são ricos em energia então o complexo 1 utiliza os elétrons para bombear 4H+ que estavam na mitocôndria no espaço entre a membrana interna e a externa
3- Então esses elétrons trazidos pelo NADH na cadeia vão servir para fornecer energia pra bombear H+ pra esse espaço entre a m externa e a interna
4- Esses elétrons serão atraídos pelo O2
Obs: vimos que durante o ciclo do acido citrico ou ck foram liberados CO2 que vão ser liberados na respiração e ao mesmo tempo precisamos de O2 pra sobreviver. O Oxigenio entra nos pulmões-sangue-célula-mitocondria-cadeia resp
Qual o papel do Ox? É ele que atrai elétrons pela cadeia transportadora de elétrons
5- Então esse par de elétrons vai passar de proteína em proteína até encontrar o O2 e Esse fluxo de elétrons tem uma causa muito clara. Como você pode ver, existem os complexos I, II, III e IV. Os elétrons passam de um a outro guiados pelo potencial redutor desses complexos, já que o complexo seguinte será sempre um pouco mais atrativo à cargas negativas que o anterior. No final, ela é atraída por uma molécula extremamente eletronegativa (Oxigênio), que tem o papel de ser o aceptor final de elétrons da CTE e formar a H2o.
6- 
7- Entao ele passa de uma pteina a outra até chegar no complexo 3.
8- Ao chegar no CIII ele volta a fornecer energia pra bombear 4H+
9- Chegando ao CIV não há tanta energia, então so consegue fornece energia pra bombear 2H+.
O par de elé do NADH forneceu energia pra bombear 10 H+.
7- O par de elétrons se encontra com o O2 e forma a água fica dentro da célula);
8- O O2 foi o último a receber o par de elétrons, então ele é o aceptor final de H e elétrons
9 Pra produzir o Atp é preciso ADP e P, mas pra entrada do P envolve um processo:
10- Do lado de fora da mitocôndria ta mais positivo e do lado de dentro(interno) ta mais negativo;
11- O h+ é positivo então os H+ que foram bombeados para fora serão atraídos para o lado interno da membrana e terão a tendência de voltar atraídos pelo lçado negativo da membrana
12- Entao um H+ sera atraído para o lado interno levando um Pi inorgânico(solto)
13- O H+ retorna pra mitocôndria levando um Pi 
14- Também mais 3H+ serão atraídos pelo lado interno mais negativo passando por dentro da ATPsintase e ela gira, isso porque : essa membrana interna, que separa a matriz do espaço intermembranas é impermeável, o que faz com que esses prótons não consigam restabelecer o equilíbrio eletroquímico por si só. Existe um local, entretanto, que os prótons podem passar para migrar do ambiente mais concentrado para o menos concentrado (movimento entrópico): por dentro da ATP-Sintase. Essa passagem, então, faz com que essa enzima adquira energia mecânica (giro dos seus eixos), que ela converte na energia necessária para ligar uma molécula de ADP a mais um fosfato, formando o ATP. A ATP-Sintase,portanto, converte energia eletroquímica (do gradiente entre as membranas) em uma energia mecânica (do movimento dos seus eixos), que depois é utilizada para gerar uma energia química, na forma de ATP. Por essa sucessão de conversões que as pessoas dizem por aí que as mitocôndrias são como uma "usina de energia".
.
15- Ao girar ela une:
16- 1 ATP.
Obs: Quando comemos o corpo retira elétrons ricos em energia do alimento e leva pra mitocôndria e ela usa a energia desses elétrons pra criar um acumulo de H+ e depois é o retorno desse H+ que produz energia
Ou seja, você pegou elétrons ricos em energia usou a energia pra bombear H+ e depois os H+ atraídos pelo lado negativo retornam mas quando retornam eles passam pela atpsintase e o movimento do h+ pela atpsintase faz ela girar e produzir energia(ATP);
A lógica é: Obter elétrons ricos em energia, usar a energia desses elétrons pra criar acumulo de H+ e usar a energia do movimento de H+ p produzir ATP;
SOMA:
1-Foram 10 H+ bombeados 
2- pra produzir 1ATP usa-se 4H+, pq 1H+ volta levando com ele o Pi e outros 3 precisam passar pela atpsintase pra formar o atp.
No total, a partir da energia de 2 elétrons foram bombeados 10 H+ e são necessários 4 H+pra produzir 1 atp;
Ou seja: 
· Para cada NADH produz 2,5 ATP’s; porque o par de elétrons do nadh fornece energia pra bombear 10 H+ e a cada 4H+ se produz 1 atp.
PRODUÇÃO DE ATP PELO FADH2
· Então agora temos o complexo I,III e IV, carregador fosfato e a ATP sintase, só que também temos o Complexo II que será importante na produção de atp a partir do fadh2
· A função do FADH2 é levar elétrons pra cadeia respira
1- Então o FADH2 entrega seus elétrons ao complexo 2e volta a ser FAD
2- esse par de elétrons será atraído pelo O2 e continua passando pelos complexos menos pelos I pq esse par de elétrons tem menos energia do que o NADH
3- Quando ele chega no CIII, o complexo 3 usara a energia para bombear 4h+
4- E o par de elétrons segue em direção ao oxigênio
5- No complexo 4 vai haver energia para bombear 2 H+
6- O elétron é atraído pelo com o O2 e forma água
7- Pra produzir atp precisa do atp e precisa do fosfato
8- O fosfato entra junto(arrastado) pelo H+ 
9- O H+ entra atraído pelo lado – e entra o Pi
10- 3H passarão pela ATP`cintase que gira e une o adp ao pi e gera Atp
CONTABILIDADE
Sabe se que os elétrons forneceram energia pra bombear 6H+ pq não passaram pelo complexo 1
Continuam sendo necessários 4 H+ pra formar 1ATP:
CONTABILIDADE:
À PARTIR DE UMA GLICOSE SÃO PRODUZIDOS 32 ATP’S
Mas há alguns custos e vai ficar – de 32 atps: veja
VISÃO GERAL
OBSERVAÇÃO SOBRE O OXIGÊNIO:
· oxigênio entra. Por ser um composto muito eletronegativo, ele tem um alto potencial redutor. Isso significa que ele atrai elétrons igual o BTS (aquele do K-Pop) atrai adolescente. Com isso, podemos dizer que a função do oxigênio na cadeia transportadora de elétrons é a de aceptor final de elétrons, e ele é excelente nesse trabalho, pelo motivo que expus acima. Lá no final, portanto, um oxigênio molecular (O2) recebe 4 elétrons (4H+), formando duas moléculas de água (2 H2O). Pois é, o resultado final dessa brincadeira toda é algo tão inofensivo quanto a água.
· Seria lindo se fosse sempre assim, sem chance de acontecer alguma coisa errada né? Você provavelmente já ouviu falar em radicais livres, né? Então, eles são formados por erros na transferência de elétrons para o Oxigênio no final da cadeia respiratória, como reduções monoelétricas e tal. Esses radicais livres, que são compostos extremamente reativos, saem da mitocôndria doidos pra oxidar alguma coisa. Eles podem oxidar basicamente qualquer coisa dentro da sua célula, inclusive moléculas vitais pro funcionamento dela. Então os radicais lives são um dos grandessíssimos responsáveis pelo envelhecimento e morte de um organismo, sendo alvo de diversos produtos cosméticos, alimentos "santos" e medicamentos "milagrosos" vendidos por gente como a Aracy do Ômega 3, pra roubar seu dinheiro.