mod.a3.3. processos de produção de energia
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Curso Profissional de
Técnico Auxiliar de Saúde
Biologia 10ºano
Processos de produção de energia pelas células
Fermentação
Respiração celular
Prof. Leonor Vaz Pereira abril 2013
Módulo A3 - Utilização de Matéria
• A fotossíntese assegura o fluxo energético que se inicia no Sol e continua através dos seres vivos.
• Os compostos orgânicos sintetizados durante a fotossíntese são altamente energéticos, no entanto não podem ser utilizados diretamente nos processos bioquímicos que ocorrem no interior das células, pelo que têm que ser degradados de forma a libertar a energia formando ATP, a qual já pode ser utilizada.
Relação entre anabolismo e
catabolismo
ATP A principal molécula transportadora de energia nas células
é o ATP (adenosina trifosfato).
• adenina – base azotada
• ribose – açúcar com 5 C
• 3 grupos fosfato (compostos inorgânicos)
ATP vs ADP + Pi
Fermentação
• Processo anaeróbio (sem utilização de O2), realizado por certas espécies de bactérias e leveduras, durante o qual moléculas orgânicas são utilizadas na produção de ATP.
Etapas da Fermentação
Os processos fermentativos envolvem conjuntos de reações enzimáticas que ocorrem no hialoplasma:
• Glicólise – ocorre a degradação da glicose em ácido pirúvico.
• Redução do ácido pirúvico – conduz à formação dos produtos de fermentação.
Glicólise – etapa comum à
Fermentação e à Respiração
2 moléculas de ácido pirúvico
Glicólise
Balanço glicólise:
• gastam-se 2 ATP
• formam-se 2 NADH
• formam-se 4 ATP
• formam-se 2 Ác. pirúvico
Rendimento energético 2 ATP
Reações de oxirredução
Fermentação - Redução do ácido
pirúvico • O ácido pirúvico, ou
moléculas orgânicas que se formam a partir dele são aceitadoras dos eletrões do NADH, o que permite regenerar o NAD+.
• O NAD+ pode, assim voltar a ser utilizado na oxidação da glicose.
• Os produtos finais da fermentação dependem da molécula que é produzida a partir do ácido pirúvico.
Fermentação alcoólica
• Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma descarboxilação (liberta CO2 ), originando aldeído acético que por redução origina o etanol (composto altamente energético).
Fermentação láctica
• Após a glicólise, o ácido pirúvico experimenta uma redução, originando o ácido láctico (composto altamente energético).
Fermentação láctica • Nas células musculares humanas, durante um exercício
físico intenso, pode realizar-se fermentação láctica, além da respiração aeróbia. A fermentação permite a obtenção de um suplemento de energia. Contudo, a acumulação de ácido láctico nos tecidos musculares provoca dores.
Respiração aeróbia
Um grande número de seres vivos é capaz de aproveitar com maior eficácia a energia de compostos orgânicos realizando respiração aeróbia.
Respiração
Glicólise - citoplasma
Formação do acetil –coenzima A – matriz mitocondrial
Ciclo de Krebs – matriz mitocondrial
Cadeia transportadora de eletrões e fosforilação oxidativa – membrana interna da mitocôndria
Mitocôndria Espaço intermembranar
Cristas mitocondriais
Glicólise
• Por cada molécula de glicose formam-se duas moléculas de
ácido pirúvico ou piruvato.
Glicose (6 C) C6H12O6
ATP
ATP
Piruvato (3 C)
Piruvato (3 C)
NADH
NADH
Formação da Acetil-CoA
1 Ácido pirúvico (3C) (resultante da glicólise)
Acetil CoenzimaA (2C)/ Acetil CoA
CO2
CoA
NAD+
NADH+H+
•Ocorre a remoção de duas
moléculas de CO2 (uma por
cada ácido pirúvico)
descarboxilação;
• Não há produção de
energia;
•Existe oxidação do ácido
pirúvico e redução do
NAD+ a NADH;
•Forma-se 2 moléculas de
acetil – CoA (uma por cada
ácido pirúvico).
Ciclo de Krebs
• Por cada molécula de glicose degradada, formam-se
duas moléculas de piruvato e estas, por sua vez,
originam duas moléculas de acetil-CoA.
• Consequentemente, ocorrem dois ciclos de Krebs
onde sucedem os seguintes fenómenos:
• Libertação de 4 moléculas de CO2;
• Formação de 6 NADH+H+ e 2 FADH2;
• Saldo energético: 2 ATP.
Profª: Sandra
Nascimento
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CICLO DE KREBS
Succinato ∂ cetoglutarato
Succinil CoA
Fumarato
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Fosforilação oxidativa
Cadeia Respiratória
Complexo
NADH-Q
reductase Ubiquinona Complexo
citocromo c
reductase
Complexo
citocromo c
oxidase
citocromo c
Profª: Sandra
Nascimento
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Cadeia transportadora de electrões • As moléculas transportadoras de H (NADH e FADH2)
transferem os electrões captados para cadeias transportadoras de eletrões situadas na membrana interna das mitocôndrias.
H+
Electrões altamente energéticos
Cadeia transportadora
de electrões
À medida que os electrões vão
sendo transportados na cadeia
respiratória, a energia
transferida vai permitir a
síntese de 34 moléculas de
ATP. Como este processo está
associado a reações de
oxirredução, é denominado por
fosforilação oxidativa.
Cadeia transportadora de eletrões
• Por cada molécula de NADH+H+ que entra na cadeia respiratória formam-se 3 ATP.
• Por cada molécula de FADH2 que entra na cadeia respiratória formam-se 2 ATP.
• O último aceptor de electrões é o oxigénio, o qual capta um par de iões H+ da matriz, formando H2O.
NADH NAD
Complexo
Enzimático
I Q
Cit c
Complexo
Enzimático
II
Complexo
Enzimático
III
H+
½ O2
H2O
FADH2 FAD
Cadeia transportadora de eletrões
Respiração celular Citoplasma
Crista mitocondrial
Mitocôndria
Glicose (6 C)
C6H12O6
Total: 10 NADH
2 FADH2
1 ATP 1 ATP
1 NADH 1 NADH
Piruvato (3 C) Piruvato (3 C)
6 O2
6 H2O
32 ou 34
ATP
6 NADH
2 FADH
2 ATP
4 CO2
2 CO2
2 NADH
2 acetil-CoA
(2 C) Ciclo
de
Krebs
Profª: Sandra
Nascimento
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Balanço energético
GLICÓLISE Ác. pirúvico Acetil-CoA
CADEIA RESPIRATÓRIA
2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP
2 ATP 2 ATP
2 NADH
2 NADH
6 NADH 2 FADH
CICLO DE
KREBS
MITOCÔNDRIA
CITOPLASMA
Balanço energético
• Cadeia Transportadora de Eletrões:
▫ NADH 3 ATPs
▫ FADH 2 ATPs
▫ 10 NADH 30 ATPs
▫ 2 FADH 4 ATPs
▫ 4 ATPs
38 ATPs
Saldo energético
Etapa Saldo de ATP
Glicólise 2
Ciclo de Krebs 2
Cadeia respiratória 32 ou 34
Total 36 ou 38
Respiração celular