Quais os principais eventos que ocorrem durante a respiração celular até a produção de ATP? Considere que a célula já internalizou a glicose e descrev

Glicólise

Embora a respiração celular seja considerada um processo que ocorre na presença de oxigênio, este não é essencial para essa etapa, assim a glicólise pode ocorrer tanto na presença quanto na ausência desse elemento. Na glicólise ocorre a degradação da molécula de glicose, com seis carbonos, em duas moléculas contendo três carbonos cada uma, o piruvato. Essa etapa ocorre no citosol das células.

A glicólise consiste em 10 reações que ocorrem em duas etapas. Na primeira, denominada fase de ativação, ocorre a fosforilação da glicose, que, ao receber fosfato proveniente de duas moléculas de ATP, torna-se quimicamente ativa. Nessa fase há gasto de energia.

Na segunda etapa, a fase de rendimento, ocorre a oxidação da glicose. A energia liberada nesse processo é utilizada para a produção de quatro moléculas de ATP. Os elétrons liberados na oxidação da glicose levam à redução de NAD+ (dinucleotídeo nicotinamida-adenina) em NADH.

Ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs)

No ciclo do ácido cítrico, também conhecido como ciclo de Krebs, ocorre a oxidação completa da glicose.

No ciclo do ácido cítrico, também conhecido como ciclo de Krebs, ocorre a oxidação completa da glicose.

Na presença de oxigênio, as moléculas de piruvato entram nas mitocôndrias, a partir daí, passam por três etapas para a formação de um novo composto, o acetil coenzima-A (acetil-CoA). Na primeira etapa, ocorre a remoção e a liberação do grupo carboxila do piruvato na forma de CO2.

Na segunda etapa, ocorre a formação de acetato e os elétrons liberados ligam-se ao NAD+, ficando armazenados na forma de energia em NADH. Na terceira fase, o acetato liga-se à coenzima A, composto derivado da vitamina B, formando o acetil coenzima-A (acetil-CoA).

Em seguida, inicia-se o ciclo do ácido cítrico, também conhecido por ciclo de Krebs. Aqui ocorre a oxidação completa da glicose por meio de oito etapas. O acetil-CoA reage com o oxaloacetato, um ácido constituído por quatro carbonos, formando o citrato, uma forma oxidada do ácido cítrico constituída por seis carbonos.

A seguir ocorrerão reações que levarão à degradação do citrato, dois dos seis carbonos são removidos e oxidados a CO2, formando novamente oxaloacetato. O oxaloacetato reagirá com outro acetil-CoA, iniciando novamente o ciclo.

Para cada acetil-CoA, 3 NAD+ são reduzidos a NADH. Os elétrons são transferidos ao FAD (dinucleótidio de flavina-adenina), formando FADH2. Nessa etapa também pode ser formado GTP (trifosfato de guanosina) por fosforilação, uma molécula semelhante em estrutura e ação ao ATP e que pode ser também utilizada para a produção de ATP. Além do GTP, também é formada uma molécula de ATP. O saldo final desse ciclo, como cada glicose produz dois acetil-CoA, é: 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP.

Fosforilação oxidativa

Nessa etapa, as moléculas NADH e FADH2, transportadoras de elétrons produzidas no ciclo de ácido cítrico, doarão elétrons para a cadeia de transporte de elétrons ou cadeia respiratória. Na cadeia, a transferência de elétrons acontece através de uma série de transportadores, como algumas proteínas, por exemplo, os citocromos. Esses elétrons vão perdendo energia em cada etapa da cadeia, sendo captados pelo oxigênio, aceptor final, reduzindo-os a H20.

O transporte de elétrons pela cadeia na membrana interna da mitocôndria também leva a um transporte ativo de prótons na cadeia. Esses irão retornar à matriz da mitocôndria e, simultaneamente, por meio da fosforilação oxidativa do ADP, será formado ATP. Essa etapa é denominada quimiosmose. Ao final de todo o processo de respiração celular, terão sido produzidos, no máximo, 32 ATP.