9- Respiração celular

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Respiração celular (Oxidação da glicose)
A necessidade de fornecimento de energia é um dos fatores fundamentais em todos os seres vivos.
Respiração celular é um processo pelo qual os organismos obtêm energia para realizar as mais diversas atividades. A respiração celular ocorre nas mitocôndrias, em presença de oxigênio. Os processos de geração de energia podem ser Aeróbicos (Respiração Celular) ou anaeróbicos (Fermentação).
Podendo ocorrer de 3 formas:
Nos seres humanos ocorre apenas o processo de fermentação lática (nos músculos)
A respiração celular é o processo de conversão da energia contida em ligações químicas em ATP e o mais importante para o nosso metabolismo
 
Essa energia se diferencia em ATP e calor. O balanceamento é 6 Oxigênio, 6 águas, 6 gases carbônico 
Glicólise 
Pode ocorrer na presença ou ausência de oxigênio
Os produtos finais da glicólise são então oxidados para fornecer energia.
A glicose de seis carbonos é convertida em dois ácidos pirúvicos (cada um com três carbonos).
ATP e NADH são produzidos.
Estas reações ocorrem no citoplasma na ausência de O2
Conversão do Ácido Pirúvico em Acetil Coenzima A
O próximo estágio na degradação da glicose é a conversão, em duas etapas, das duas moléculas de ácido pirúvico, em duas moléculas de acetil coenzima A.
A enzima piruvato desidrogenase, que está localizada na matriz mitocondrial, converte o ácido pirúvico em um fragmento de dois carbonos, removendo uma molécula de dióxido de carbono (descarboxilação). O piruvato penetra na matriz mitocondrial e é convertido em uma molécula de dois carbonos ligada à coenzima A, chamada de acetil-CoA.
Cada ácido pirúvico perde dois átomos de hidrogênio na forma de um íon hidreto (H–) e um íon hidrogênio (H+). A coenzima NAD+ é reduzida conforme ela capta o H- do ácido pirúvico; o H+ é liberado na matriz mitocondrial.
Nessa fase é liberado dióxido de carbono produzido NADH
Ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs)
Cada vez que uma molécula de acetil-CoA entra no ciclo de Krebs, o ciclo passa por uma “volta” completa, começando com a produção de ácido cítrico e terminando com a produção de ácido oxalacético. Como cada molécula de glicose fornece duas moléculas de acetil-CoA, ocorrem duas voltas no ciclo de Krebs para cada molécula de glicose catabolizada. Isso resulta na produção de seis moléculas de NADH, seis H+ e duas moléculas de FADH2 por reações de oxirredução e duas moléculas de ATP por fosforilação no nível de substrato. A formação de NADH e de FADH2 é o
resultado mais importante do ciclo de Krebs porque essas coenzimas reduzidas contêm a energia armazenada originalmente na glicose e, então, no ácido pirúvico. 
Fosforilação oxidativa 
o NADH e o FADH, produzidos em outras etapas, depositam seus elétrons na cadeia transportadora de elétrons na membrana mitocondrial interna.
À medida que os elétrons passam pela cadeia, libera-se energia que é usada para bombear os prótons para fora da matriz e para dentro do espaço intermembranar, formando um gradiente. Os prótons voltam para a matriz por meio de uma enzima chamada ATP sintase, produzindo ATP. Ao final da cadeia transportadora de elétrons, o oxigênio recebe elétrons e adquire prótons para formar água
Estudo dirigido
1) O que é hidrólise? Qual enzima cataliza essa reação?
É a quebra de uma molécula pela ação da água. A enzima é a hidrolase 
pois enzimas específicas nos sucos digestivos do trato gastrointestinal catalisam a reintrodução H+ e OH- obtidos da água nos polissacarídeos e, assim, separam os monossacarídeos
2) Qual a quantidade de energia é liberada na separação de um fosfato da molécula do ATP?
Aproximadamente 7,3 kcal de energia livre (nas condições de 25°C; pressão de uma atmosfera; concentrações mantidas em 1 molar para um pH = 7,0). No ambiente intracelular, esse valor pode aproximar-se de 10 kcal/mol
3) Onde ocorre a oxidação celular? Explique o processo citando as enzimas envolvidas.
Durante a oxidação celular as enzimas desidrogenases específicas para o substrato catalisam a liberação do hidrogênio pelo substrato nutriente. O componente coenzima da desidrogenase aceita pares de elétrons (energia) provenientes do hidrogênio. O substrato é oxidado e cede hidrogênios (elétrons), porém NAD+ ganha hidrogênio e dois elétrons, sendo reduzida para NADH; o outro hidrogênio aparece como H + no líquido celular. A coenzima que contém riboflavina funciona como outro aceptor de elétrons para oxidar os fragmentos alimentares. Assim como NAD+, FAD catalisa a desidrogenação e aceita pares de elétrons. Diferentemente de NAD+, FAD transforma-se em FADH 2 ao aceitar ambos os hidrogênios. NADH e FADH2 proporcionam moléculas ricas em energia, pois carreiam elétrons com alto potencial de transferência de energia
4) O que são citocromos? Qual sua função?
Os citocromos são uma série de carreadores de elétrons ferro-proteína dispersos nas membranas internas da mitocôndria, passam pares de elétrons carreados por NADH e FADH 2
5) O que é cadeia respiratória?
Cadeia respiratória ou cadeia transportadora de elétrons é uma das etapas da respiração celular, que se caracteriza pelo transporte de elétrons em uma compilação de moléculas fixadas na membrana interna da mitocôndria de células eucarióticas até um aceptor final de elétrons, em várias etapas liberadoras de energia para síntese de ATP (adenosina trifosfato). Em organismos procariotos aeróbios, essas moléculas residem na membrana plasmática. 
6) O que é fosforilação oxidativa
A fosforilação oxidativa sintetiza ATP pela transferência de elétrons de NADH e FADH 2 para o oxigênio, em outras palavras: É o último aceptor de hidrogênios na cadeia respiratória, e forma moléculas de ATP. Cada molécula de NADH2 que inicia a cadeia respiratória leva à formação de três moléculas de ATP a partir de três moléculas de ADP e três grupos fosfatos.
7) Quantos ATP são gerados na oxidação de um mol de NADH?
A oxidação de uma única molécula de NADH produz em média 2,5 moléculas de ATP
8) Quantos ATP são gerados na oxidação de um mol de FADH?
1,5 molécula de ATP para cada par de hidrogênio oxidado
9) Qual a quantidade de energia é necessária para formar um mol de ATP?
Cada mol de ATP formado a partir de ADP conserva aproximadamente 7,3 kcal de energia
10) Qual a eficiência do transporte de elétrons na fosforilação oxidativa?
Eficiência relativa de 34% 
11) Quais os pré-requisitos necessários para a ressíntese contínua do ATP?
Existem três pré-requisitos para a ressíntese contínua de ATP durante a fosforilação oxidativa acoplada. Satisfeitas as três seguintes condições, o hidrogênio e os elétrons percorrerão ininterruptamente a cadeia respiratória no sentido do oxigênio durante o metabolismo energético:
Disponibilidade do agente redutor NADH (ou FADH 2) nos tecidos.
Presença do agente oxidante oxigênio nos tecidos.
Concentração suficiente de enzimas e mitocôndrias para garantir que as reações de transferência de energia possam prosseguir na velocidade apropriada.
12) Qual a função do O2 no metabolismo energético?
O oxigênio funciona comoaceptor final de elétrons na cadeia respiratória e combina-se com o hidrogênio para formar água
13) Qual a quantidade de energia gerada pela degradação completa de um mol de glicose?
Requer 7,3 kcal de energia