Respiração e fermentação

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Respiração e fermentação
Profª. MSc. Aline Ratuchne
O principal processo responsável pela liberação de energia dos 
seres vivos é a respiração celular aeróbia
Por meio dela a glicose é degradada e a energia liberada é 
utilizada para a formação de ATP
Após a quebra do ATP ocorre a liberação energética para a 
realização das mais diferentes atividades celulares
É uma molécula complexa que
contém o nucleosídeo adenina e
uma cauda com três fosfatos: o
trifosfato de adenosina
Armazena a energia proveniente dos
alimentos em ligações entre fosfatos
inorgânicos, inicialmente pobres em
energia, e o radical adenosina
1 fosfato= AMP adenosina monofosfato
2 fosfatos= ADP adenosina difosfato
3 fosfatos= ATP adenosina trifosfato
São organoides celulares
responsáveis pala obtenção de
energia no processo de
respiração celular aeróbica
Mitocôndrias 
Hipótese endossimbiôntica:
mitocôndrias seriam seres
procariontes que há milhões de
anos passaram a viver em
simbiose com células
eucariontes
O que é? obtenção de energia da glicose sem a presença de oxigênio
Produz pouca energia e apresenta apenas a etapa da glicólise
O oxigênio final não é aceptor final dos hidrogênios, que são recebidos
por substâncias inorgânicas, como nitratos, nitritos, sulfatos, etc
Quem realiza? Bactérias como Pseudomonas desnitrifacans
Bactérias anaeróbias o gás oxigênio é letal
Respiração anaeróbica 
Ocorre em microrganismo como fungos e bactérias, que
degradam de modo incompleto a glicose, sem utilizar oxigênio
Nesse processo só ocorre a glicólise, o que faz com que a
produção energética se resuma a 4 moléculas de ATP, das quais
duas são gastas nas reações e duas constituem o saldo energético
final
A quebra da glicose também libera hidrogênios, os quais são
transportados pela molécula NADH
Fermentação
Fermentação
Como não utiliza mitocôndrias, ao final das reações sobram
resíduos que podem ser utilizados na indústria (bebidas,
alimentos, cosméticos)
Na fermentação os hidrogênios retirados da glicose não são
levados para o oxigênio, sendo depositados em fragmento da
glicose
Processo anaeróbio que ocorre comumente em leveduras, em que o
processo final é o etanol, o que poder ser utilizado em bebidas
alcoólicas e de panificação, para o crescimento da massa
Fermentação alcoólica
Processo realizado por bactérias lactobacilos, produzindo como
resíduo final o ácido láctico, sem liberar dióxido de carbono
O pH ácido acarreta a coagulação das proteínas do leite, formando
o coalho
Utilizada na produção de queijo, coalhadas e iogurtes
Esse tipo de fermentação também é realizado pelas células
musculares quando o suprimento de oxigênio não é suficiente, o
ácido láctico produzido provoca fadiga muscular e dor
Fermentação láctica
É realizada por algumas bactérias e
deixa como produto final o ácido
acético
Corresponde a transformação do
álcool em ácido acético, conferindo o
gosto característico de vinagre
Acontece na presença do oxigênio
Fermentação acética
Respiração aeróbica
Processo que possibilita da quebra total da glicose, liberação
energética gradativa produzindo moléculas de dióxido de carbono e
água
Organismo extrai energia de moléculas orgânicas (glicose = C6H1206)
A energia presente nas ligações carbônicas da molécula de glicose,
serão transferidas para as moléculas de ATP
Presença de gás oxigênio
Consiste em um conjunto de reações de oxidação, por meio da
retirada de átomos de hidrogênio ligados aos carbonos das
moléculas orgânicas
Etapas da respiração aeróbica
O conjunto de reações que se inicia com a quebra da glicose até
ocorrer a formação de dióxido de carbono e água ocorre em três
etapas:
Glicólise
Ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
Glicólise
Essa etapa ocorre no hialoplasma, onde a glicose é quebrada
Nesse processo há a desidrogenação e a produção de duas moléculas de ácido
pirúvico, 4 moléculas de ATP e duas moléculas de NADH
A molécula de
glicose é quebrada
ao meio
A energia entra no
processo, 2 ATP
são transformados
em 2 ADP
Quando os ATP são quebrados
a NAD+ incorpora dos H, se
transformado em NADH
São geradas duas moléculas
com alteração energética
É liberada energia,
gerando 2 ATP para cada
molécula
São formadas
duas moléculas
de 3 carbonos
cada, chamadas
de ácido pirúvico
Ocorre na ausência de oxigênio 
Saldo final:
4 ATP
2 NADH
2 moléculas de ácido
pirúvico
Ciclo de Krebs
O ácido pirúvico formado na glicólise é levado para o interior da mitocôndria
e, na matriz mitocondrial, reage com uma substância denominada coenzima A
Nessa reação é produzida uma molécula de acetilcoenzima A e uma molécula
de CO2
Na reação também participa uma molécula de NAD+, que se transforma em
NADH ao capturar 2 elétrons de alta energia e um dos 2 íons H+ liberados
Depois da liberação da molécula de Acetil-CoA, se inicia o ciclo de Krebs, com
uma reação entre Acetil-CoA e o ácido oxalacético, em que é liberada uma
molécula de coenzima A e uma molécula de ácido cítrico
Ciclo de Krebs
Ao longo de reações subsequentes ocorrem desidrogenações e
descarboxilações e ainda liberação de prótons e elétrons
Com a energia dos elétrons, são produzidas duas moléculas de ATP, sendo
liberadas duas moléculas de dióxido de carbono, elétrons de alta energia e
íons H+
Os elétrons de alta energia e os íons H+ são capturados por 3 moléculas NAD+
e se transformam em NADH, e também pelo FAD, que se transforma em
FADH2
Ao longo do ciclo de Krebs, são formados 2 NADH e 1 FADH2
Ciclo de Krebs
Nesse ciclo, para cada molécula de ácido acético, ocorre a formação de:
2 ATP – saldo energético
2 CO2 – serão eliminados pelo organismo
2 NADH e 1 FADH2 – transportadores de hidrogênios e elétrons de alta energia
Esses H serão utilizados para a formação de moléculas de água e a energia dos
elétrons será usada para fabricar a maior quantidade de ATP na próxima etapa
do processo
2 moléculas de 
ácido pirúvico (3C)
Cada ácido pirúvico perde
gás carbônico e hidrogênios
Etapa preparatória
Quem entra no ciclo é a Acetil-
CoE A , molécula com 2 C
A Acetil- CoE A (2 C) se junta
com o ácido oxalo acético (4C)
É formado o
ácido cítrico
São formadas duas
moléculas de NADH2 e
uma de FADH2
Os dois C são quebrados em CO2,
que é liberado
Uma ATP é formada
Cadeia respiratória
Nas cristas mitocondriais os elétrons dos H+ retirados na glicólise e no ciclo de
Krebs são transportados pelas moléculas de NADH e FADH2 e passam por
citocromos, que são proteínas especiais que atuam como aceptores
intermediários de elétrons
Durante o trajeto desses elétrons pelos citocromos há liberação de energia
que é utilizada na produção de 34 moléculas de ATP
Isso faz com que os prótons H+ fiquem livres, podendo assim se combinar ao
oxigênio é continuamente fornecido à célula e atua como aceptor final de
hidrogênio, por isso ocorre a formação de água no final do processo
Cadeia respiratória
Como na cadeia respiratória ocorre a formação de ATP e a
participação do oxigênio, dizemos que durante essa etapa
acontece a fosforilação oxidativa. Nesse caso a síntese de ATP
depende da entrada de um fosfato no ADP, o que é feito com
energia proveniente de oxidações
Cadeia transportadora de elétrons
Os elétrons são transportados por carreados 
na matriz mitocondrial, e sobram os prótons
Os prótons são bombeados para o
espaço Inter membrana da mitocôndria
Ao buscar o equilíbrio
de concentração, esse
elétrons saem por
transporte passivo
A molécula gira e
são produzidas
moléculas de ATP
e água
A equação a seguir resume todo o processo aeróbico:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP
Em algumas células eucarióticas, como as musculares esqueléticas
do ser humano, o saldo é de 36 ATP no processo de respiração e
uma molécula de glicose
Nos procariontes, como não há mitocôndria, todo o processo de
respiração ocorre no citoplasma e na face citoplasmática da
membrana celular. Nesse caso o rendimento total é de 38 ATP para
cada molécula de glicose degradada (glicólise= 2 ATP, ciclo de
Krebs= 2 ATP, cadeia respiratória=32 ou 34 ATP
No entanto, apesar de esses serem os valores tradicionais, pode
não ser definitivos