Respiração celular e fermentação., Slides de Biologia

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RESPIRAÇÃO CELULAR E

FERMENTAÇÃO

RESPIRAÇÃO CELULAR E FERMENTAÇÃO BIOLOGIA - SLIDE 013 PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO

RESPIRAÇÃO CELULAR E FERMENTAÇÃO

Respiração celular e fermentação são processos de obtenção de energia a partir de compostos orgânicos. Consistem numa série de reações químicas que visam à degradação (“quebra”) de moléculas orgânicas no interior da célula, com o objetivo de liberar a energia nelas contida. Parte dessa energia irradia-se para o meio sob a forma de calor e parte é utilizada na síntese de moléculas de ATP, nas quais ca armazenada até ser utilizada numa atividade. Assim, o objetivo da respiração celular e da fermentação é a síntese de moléculas de ATP.

RESPIRAÇÃO CELULAR E FERMENTAÇÃO

O O 2 pode participar ou não como um dos reagentes dessas reações que visam à obtenção de energia. Quando o O 2 participa, diz-se que o processo é aeróbio (aeróbico); quando não há participação do O 2 , o processo é dito anaeróbio (anaeróbico). A respiração pode ser aeróbia ou anaeróbia, já a fermentação é um processo anaeróbio. Existem células que só realizam processo aeróbio; outras que só realizam o processo anaeróbio; e, ainda, existem aquelas que podem realizar as duas modalidades. Assim, podemos classificar as células em:

RESPIRAÇÃO CELULAR E FERMENTAÇÃO

- Aeróbias estritas – Só realizam o processo aeróbio. Na ausência de O 2 , morrem. A maioria das células do nosso corpo está incluída nessa categoria. - Anaeróbias estritas ou obrigatórias – Só realizam o processo anaeróbio. A presença do O 2 , inclusive, lhes é prejudicial, chegando a matá-las. Isso acontece, por exemplo, com células de alguns micro-organismos, como é o caso do Clostridium tetani , bactéria causadora do tétano.

• Anaeróbias facultativas – São capazes de realizar processo aeróbio e anaeróbio, conforme tenham ou não à sua disposição o O 2. Na presença de O 2 , realizam o processo aeróbio; na ausência de O 2 , passam a obter energia por processo anaeróbio. Isso é feito, por exemplo, por nossas células musculares esqueléticas.

RESPIRAÇÃO AERÓBICA

A glicose (C 6 H 12 O 6 ), utilizada como reagente, pode ser obtida através da alimentação, no caso de organismo heterótrofo, ou, então, é produzida dentro da própria célula, através da fotossíntese ou da quimiossíntese, no caso de o organismo ser autótrofo. O oxigênio (O 2 ), que também é um reagente da respiração aeróbia, normalmente é proveniente do meio ambiente, podendo, dependendo da espécie, ser retirado da atmosfera, da água (O 2 que se encontra dissolvido entre as moléculas de água dos rios, mares, lagos, etc.) e mesmo do solo.

RESPIRAÇÃO AERÓBICA

O gás carbônico ou dióxido de carbono (CO 2 ) é um dos produtos finais da reação. Em altas concentrações no interior do organismo, torna-se uma substância prejudicial e tóxica para as células, uma vez que é um óxido ácido. Assim, quanto maior a sua concentração num meio, mais ácido esse meio se torna. Essa acidificação excessiva pode levar à morte das células. Por isso, o CO 2 formado nas reações da respiração aeróbia, normalmente, é eliminado para o meio ambiente. Na respiração aeróbia, portanto, há, normalmente, uma troca de gases (absorção de O 2 e eliminação do CO 2 ) entre o organismo e o meio ambiente.

GLICÓLISE

Ocorre no hialoplasma das células e consiste numa sequência de reações que tem como finalidade “quebrar” ou decompor a molécula de glicose (que possui 6 carbonos) em duas moléculas menores (cada uma com 3 c a r b o n o s ) d e u m a s u b s t â n c i a d e n o m i n a d a á c i d o p i r ú v i c o (piruvato). De forma mais simples, podemos resumir a glicólise da seguinte maneira:

GLICÓLISE

Após a glicólise, cada molécula de ácido pirúvico sofre descarboxilação (saída de CO 2 , devido à ação das enzimas descarboxilases), e desidrogenação (saída de H 2 ), transformando-se em ácido acético (composto com apenas dois carbonos na molécula).

CADEIA RESPIRATÓRIA

A cadeia respiratória, que nas células eucariotas é realizada na membrana interna da mitocôndria, tem início a partir dos NADH 2 e dos FADH 2 produzidos nas etapas anteriores da respiração celular. Nela, ocorre síntese de água, transporte de elétrons através de uma cadeia de substâncias (cadeia transportadora de elétrons) e bomba de prótons (H+) com consequente síntese de ATP. A cadeia transportadora de elétrons é um conjunto de reações de oxirredução que envolve a participação de quatro complexos proteicos (I, II, III e IV) e de duas moléculas conectoras móveis: a ubiquinona (coenzima Q) e o citocromo C.

CADEIA RESPIRATÓRIA

A bomba de prótons é um mecanismo de transporte ativo que transfere íons H+^ da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana (espaço existente entre a membrana externa e a membrana interna da mitocôndria). A ilustração a seguir mostra de forma simplificada os principais fenômenos da cadeia respiratória.

CADEIA RESPIRATÓRIA

As reações da cadeia respiratória são de oxirredução, isto é, reações que envolvem perda e ganho de hidrogênios e de elétrons. Para os químicos, uma substância que perde elétrons ou hidrogênios fica oxidada. Quando ganha elétrons ou hidrogênios, ca reduzida. A glicose e seus subprodutos, por exemplo, ao perderem hidrogênios para os NAD, estão sofrendo oxidação. Por isso, fala-se que durante a respiração ocorre oxidação da glicose. Por outro lado, os NAD, ao receberem hidrogênios transformando-se em NADH 2 , estão sofrendo redução. Todos os componentes da cadeia respiratória, ao receberem elétrons, reduzem-se e, ao cedê-los para a substância seguinte, tornam a se oxidar. Assim, na respiração celular, a todo momento ocorrem reações de oxidação e de redução.

CADEIA RESPIRATÓRIA

O objetivo da respiração celular é a produção de ATP. A produção líquida ou s a l d o e n e r g é t i c o ( e m m o l é c u l a s d e AT P ) p o r glicose pode chegar a 32 ATP, dependendo do tipo de célula. Veja o quadro ao lado:

CADEIA RESPIRATÓRIA

Isso é possível porque a substância acetil CoA, formada na respiração aeróbica, também pode ser produzida a partir de outros compostos orgânicos, como ácidos graxos, glicerol e aminoácidos. Portanto, tanto os carboidratos como os lipídios e as proteínas podem originar o acetil CoA através de diferentes vias metabólicas. O acetil CoA, independentemente de onde provém, seguirá o mesmo caminho, ou seja, entrará no ciclo de Krebs, conforme mostra o esquema do próximo slide:

CADEIA RESPIRATÓRIA