Aula 1 - Introdução Bioenergética e Metabolismo

Prévia do material em texto

Bioenergética e Metabolismo
Introdução
Os organismos vivos podem ser divididos em dois
grandes grupos de acordo com a forma química pela
qual obtêm carbono do meio ambiente:
❖ Autotróficos:
Obtêm energia da luz solar
❖ Heterotróficos:
Obtêm energia a partir da degradação de nutrientes
orgânicos produzidos por autotróficos
Assim, carbono, oxigênio e água são constantemente
reciclados entre os mundos heterotrófico e autotrófico,
com a energia solar como a força que impulsiona esse
processo global
Metabolismo
Somatória de todas as transformações químicas que
ocorrem em uma célula ou em um organismo,
catalisadas por enzimas, responsáveis pela organização
molecular, obtenção de energia e síntese/degradação de
moléculas específicas
Metabolismo: Dividido em:
• Anabolismo
• Catabolismo
➔ Reações de biossíntese: Necessitam do
fornecimento de energia (endergônica)
➔ Reações de degradação: Libera energia
(exergônica)
O metabolismo proporciona dados fascinantes e
reveladores sobre a vida, com aplicações incontáveis na
medicina, agricultura e biotecnologia
Vias Metabólicas
Via metabólica: sequências de reações, em que o produto
de uma se torna o substrato da próxima
Maria Gabi C. Cabral T7
Bioenergética e Metabolismo
➢ Vias metabólicas individuais podem ter
diferentes formatos
A) segue uma ordem finita
B) segue uma ordem infinita
C) “vai e volta”
Bioenergética e Leis da Termodinâmica
Estudo quantitativo das transformações de energia que
ocorrem dentro da célula viva, bem como na natureza,
em função dos processos químicos nelas envolvidos.
As transformações biológicas de energia obedecem às
leis da Termodinâmica
✓ Primeira lei da termodinâmica: princípio da
conservação de energia.
“Para qualquer transformação física ou química, a
quantidade total de energia no
universo permanece constante, a energia pode mudar de
forma ou ser transportada de uma região para outra;
entretanto, ela não pode ser criada ou destruída.”
✓ Segunda lei da termodinâmica: O universo
sempre tende para o aumento da desordem: em todos os
processos naturais, a entropia do universo aumenta.
“Em um sistema isolado sempre mudará
espontaneamente para o estado de maior
entropia.”
Entropia
Num sistema isolado sempre mudará espontaneamente
para um estado de maior entropia
Grau de desorganização das moléculas. Quanto mais a
entropia mais desorganizado esta
Bioenergética
Energia Livre de Gibbs (G)
“Expressa a quantidade de energia capaz de realizar
trabalho durante uma reação a temperatura e pressão
constantes”
• Quando a reação libera energia a variação na energia
livre de Gibbs tem
sinal negativo ∆G<0 (exergônica) ⇒ REAÇÃO
ESPONTÂNEA
• Quando a reação absorve energia a variação na energia
livre de Gibbs tem
sinal positivo ∆G>0 (Endergônica) ⇒ REAÇÃO NÃO
ESPONTÂNEA
Maria Gabi C. Cabral T7
Bioenergética e Metabolismo
Acoplamento de energia
Para que as reações, consumidoras de energia
(endergônicas) e, portanto termodinamicamente
desfavoráveis, ocorram, as células as acoplam a outras
reações que liberam energia (reações exergônicas), de
forma que o processo como um todo é exergônico: soma
da variação da energia livre é negativa.
❖ Muitas reações bioquímicas não ocorrem de
maneira isolada, mas sim acopladas a outras
reações para a geração de energia
Este princípio da bioenergética explica como uma
reação termodinamicamente desfavorável (endergônica)
pode ocorrer, acoplando-a a uma reação altamente
exergônica, por meio de um intermediário comum.
Maria Gabi C. Cabral T7
Bioenergética e Metabolismo
Maria Gabi C. Cabral T7